PolAres Wissenschaft

Das interdisziplinäre und internationale Forschungsprogramm des ÖWF

PolAres ist ein interdisziplinäres Forschungsprogramm des Österreichischen Weltraum Forums, um Explorationsstrategien bei einer – durch Roboter unterstützten – bemannten Marsexpedition zu optimieren und gleichzeitig eine unbeabsichtigte Kontamination des Roten Planeten zu vermeiden. Basierend auf den Erfahrungen von simulierten Marsexpeditionen, wie etwa der AustroMars Expedition 2006 in der Moab-Wüste von Utah, besteht PolAres aus folgenden Elementen:

L.I.F.E. Fluoreszenzlaser (Univ. Innsbruck/OeWF) an Bord des MAGMA-Rovers bei einem Labortest.

L.I.F.E. Fluoreszenzlaser (Univ. Innsbruck/OeWF) an Bord des MAGMA-Rovers bei einem Labortest.

  • Entwicklung eines Simulations-Marsrovers (Phileas),
  • eines Raumanzug-Simulators (Aouda)
  • der Untersuchung von Kontaminationsvektoren bei der Exploration
  • Entwicklung und Optimierung von strukturierten Abläufen für die Koordination der Feldcrew und des Mission Support Centers

 

Programmkonzept

Zuerst wird in einer Scouting-Phase nach geeigneten Mars-analogen Gebieten in Europa und der benachbarten Arktis gesucht. In einem zweiten Schritt wird ein Stratosphärenballon konstruiert und gestartet. Der Ballon dient als Trainingsprojekt und als Wegweiser für die später folgende Rover-Phase.
Hardwarekomponenten wie zum Beispiel Sensoren und Navigationselemente sollen damit noch vor der Implementierung auf dem Rover getestet werden. In einem letzten Schritt wird das Mensch-Maschine-Interface zwischen dem Rover und den Analogastronauten in der Arktis getestet.

Zeitrahmen: seit 2007

Programmleitung: Österreichisches Weltraum Forums

 

Wissenschaftlicher Hintergrund

Analogastronauten-Training: Sebastian Sams demonstriert das Set-up für die Kommunikations-Infrastruktur.

Analogastronauten-Training: Sebastian Sams demonstriert das Set-up für die Kommunikations-Infrastruktur.

Der Mars hatte einst alle Umweltbedingungen, welche die Entstehung von Leben ermöglicht hätten. Die Suche nach den minimalen Spuren von Leben, wie etwa Zellwand-Fragmente, etc.. ist eine sehr herausfordernde Aufgabe: Das Risiko ist hoch, dass man genau jene Proben, die man auf Leben hin untersucht, unbeabsichtigt mit biologischem Material von der Erde verschmutzt.

Daher ist das Studium dieser Kontaminationsvektoren eine missionskritische Schlüsseltechnologie. Dies wird mittels markierter Bakterien und fluoreszierender Partikel gemacht, die bereits in einem Vorläuferexperiment bei AustroMars verwendet wurden.

Die Verteilungsmuster der biologischen Last sollen unter möglichst realistischen Explorationsbedingungen studiert werden – etwa der Probenentnahme mit einem Rover, die Übergabe derselben an Astronauten, aber auch Notfallszenarien, die zu einem Bruch der biologischen Abschirmung führen könnten. Die Strategie basiert auf der Simulation einer Bodenbohrung mit einer sterilen Probenentnahme aus mehr als 10m Tiefe.

Vorbereitung einer Probe mit Mikrospherulen zur Bestimmung der Kontaminationsvektoren.

Vorbereitung einer Probe mit Mikrospherulen zur Bestimmung der Kontaminationsvektoren.

Nachdem in einer Mars-analogen Region die regionale Geophysik und Biologie charakterisiert sind, kann die “Ground truth” mit den aus den Experimenten gewonnenen Daten verglichen werden. Damit entsteht ein Maß für die Vollständigkeit der Exploration, oder es zeigt sich, ob wesentliche Eigenschaften übersehen worden waren.

Mehrwert von PolAres PolAres ist eines der wenigen Analogforschungsprogramme, das ein so ausgeprägten Fokus auf Mensch-Maschine-Wechselwirkung legt. Es ist anzunehmen, dass der Erfolg einer zukünftigen realen Expedition von einer optimalen Abstimmung dieser Komponenten abhängt. So belebt PolAres eine alte Debatte, inwiefern die Entsendung von Menschen in astrobiologisch sensitive Regionen auf dem Mars zulässig ist.

Letztlich ist PolAres auch ein Katalysator zur Stärkung der europäischen Analogwissenschaften, welcher Forschungseinrichtungen, industrielle Partner und die nächste Generation von Marsforschern verbindet.

Dieser Artikel ist auch verfügbar auf: Englisch