Wie lange dauert es, zum Mars zu gelangen?
Erklärungen

Wie lange dauert es, zum Mars zu gelangen?

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Wie lange dauert es, zum Mars zu gelangen? Die ehrliche Antwort ist herrlich unbefriedigend: Es kommt darauf an. Und zwar nicht nur darauf, wie weit der Mars von der Erde entfernt ist, sondern auch darauf, wann man startet, wie man fliegt und wie viel Energie man sich leisten kann, um dorthin zu kommen.

Deshalb gibt es keine einzige, universell gültige Reisedauer zum Mars. Robotische Missionen benötigten typischerweise irgendwo zwischen sechs und neun Monaten; die NASA weist darauf hin, dass die interplanetare Reisephase bei vielen Missionen etwa 200 Tage dauert. Ein gutes Beispiel aus der Praxis ist der NASA-Rover Perseverance: Er стартete am 30. Juli 2020 und landete nach einer siebenmonatigen Reise am 18. Februar 2021 im Jezero-Krater. Der NASA-Rover Curiosity brauchte länger, etwa 8,5 Monate – ein Hinweis darauf, dass selbst Missionen zum selben Planeten nicht nach identischem Zeitplan ablaufen.

Der Grund ist im Prinzip einfach, in der Umsetzung jedoch tückisch. Erde und Mars bewegen sich beide um die Sonne, daher fliegen Raumsonden nicht geradlinig zu der Position, an der der Mars beim Start gerade steht. Sie müssen auf den Punkt zielen, an dem der Mars bei der Ankunft sein wird. Das ist ein bisschen so, als würde man aus einem fahrenden Fahrzeug auf ein bewegliches Ziel einen Dartpfeil werfen. Oder realistischer: Man versucht, in einen Zug einzusteigen, indem man zu dem Punkt läuft, an dem er den Bahnsteig erreichen wird – nicht dorthin, wo er jetzt ist.

Warum die Reisezeit zum Mars so stark schwankt

Die Entfernung zwischen Erde und Mars variiert stark, weil beide Welten ihren eigenen Bahnen folgen. Theoretisch können sie sich bis auf 54,6 Millionen Kilometer annähern, während sie im größtmöglichen Abstand etwa 401 Millionen Kilometer trennen. Die durchschnittliche Entfernung liegt bei rund 225 Millionen Kilometern. Doch so eindrucksvoll diese Zahlen sind: Sie erzählen nicht die ganze Geschichte. Mindestens ebenso stark wie die reine Distanz bestimmen Flugbahn und Treibstoffbudget die Reisezeit.

Missionsplaner warten auf Startfenster, in denen Erde und Mars günstig zueinander stehen. Nach Angaben der NASA und dem im Quellmaterial beschriebenen Missionsanalyse-Rahmen der Europäischen Weltraumorganisation treten diese Gelegenheiten ungefähr alle 25 bis 26 Monate auf. Startet man zum richtigen Zeitpunkt, braucht die Reise weniger Energie; verpasst man ihn, wird die Route beim Treibstoffbedarf deutlich teurer.

mars

Der klassische Ausgangspunkt ist der Hohmann-Transfer – eine energieeffiziente Flugbahn, die ein Raumfahrzeug auf eine lange Halbellipse um die Sonne schickt, beginnend nahe der Erdbahn und mit einem Treffen des Mars nahe dessen eigener Umlaufbahn. Vereinfacht gesagt ist das das kosmische Pendant dazu, die sanfteste Autobahnauffahrt zu nehmen, statt mit Vollgas querfeldein zu rasen. Das führt üblicherweise zu einer Mars-Reisezeit im breiten Bereich von etwa sechs bis neun Monaten, wobei manche Transfers in den Bereich von 7 bis 11 Monaten reichen, wenn energieärmere Optionen gewählt werden.

Faktor für die Mars-Reise Wert aus den Quellen Warum das wichtig ist
Geringste theoretische Erde-Mars-Entfernung 54,6 Millionen km Zeigt, wie nah sich die Planeten kommen können, ist aber keine typische Missionsbahn
Durchschnittliche Erde-Mars-Entfernung 225 Millionen km Nützliche Größenordnung, auch wenn reale Flugbahnen um die Sonne gekrümmt verlaufen
Größter Abstand 401 Millionen km Erklärt, warum der Mars nicht jederzeit gleich gut erreichbar ist
Zyklus der Startfenster Etwa 26 Monate Die besten Chancen für energieeffiziente Transfers
Typische Reisephase Etwa 200 Tage Ein praxisnaher Richtwert für viele robotische Missionen

Die echten Abwägungen hinter einer Reise zum Mars

Schneller geht es durchaus – aber Geschwindigkeit hat ihren Preis. Wie ESA-Missionsanalyst Michael Khan im Quellmaterial erklärt, geht es bei interplanetaren Reisen im Kern um das Management von Energie. Gibt man beim Abflug mehr Schub, lässt sich die Reisezeit verkürzen. Soll das Raumfahrzeug den Mars jedoch umkreisen oder dort landen, kann es nicht einfach am Planeten vorbeischießen. Es muss langsam genug ankommen, um in einen Orbit eingefangen zu werden oder kontrolliert durch die Atmosphäre abzusteigen.

Darum können Vorbeiflugmissionen schneller sein, während Orbiter und Lander oft langsamer unterwegs sind. Sie müssen abbremsen. Bei Orbitern bedeutet das Treibstoff für die Mars-Orbitaleinschussbahn (Mars orbit insertion). Bei manchen Missionen kommt zusätzlich Aerobraking zum Einsatz: Dabei dient die obere Marsatmosphäre als Widerstandsbremse, um die Umlaufbahn schrittweise zu verkleinern und zu formen. Das ist ein eleganter Trick – weniger wie eine Vollbremsung, eher wie ein wiederholtes Streifen der Atmosphäre, um über Zeit Geschwindigkeit abzubauen.

Für Lander und Rover wird die letzte Etappe noch dramatischer. Die NASA beschreibt Entry, Descent, and Landing (EDL) als die kürzeste und intensivste Phase einer Rovermission. Bei Perseverance ging es in etwa sieben Minuten vom glühenden Eintritt in die Marsatmosphäre bis zum reglosen Stillstand auf der Oberfläche. Was nützt eine schnelle Reisephase, wenn man zu heiß und zu schnell ankommt, um zu überleben?

Für Astronautinnen und Astronauten sind diese Abwägungen weit mehr als ein Planungsproblem. Eine langsamere Reise spart zwar Treibstoff, bedeutet aber auch mehr Zeit unter Strahlenbelastung und weitere Monate in Schwerelosigkeit. Das ist ein Grund, warum Marsplaner so viel Wert darauf legen, Reisezeit einzusparen, ohne die Ankunft unbeherrschbar hart zu machen.

starship vs saturn V

Was könnte zukünftige Marsmissionen schneller machen?

Einige Fortschritte gehören bereits zum Werkzeugkasten. Aerobraking hilft Orbitern, nach der Ankunft Treibstoff zu sparen, und leistungsfähigere Antriebssysteme könnten die Reisezeit verkürzen. Das Quellmaterial verweist auf künftige Optionen wie elektrischen Antrieb und auf ambitioniertere Konzepte wie nuklearthermischen Antrieb, um bei bemannten Marsreisen Monate einzusparen.

Am Horizont gibt es außerdem deutlich radikalere Ideen. In der Space.com-Quelle wird darauf hingewiesen, dass Konzepte für Photonentriebwerke vorgeschlagen wurden, die leichte robotische Raumsonden theoretisch in nur wenigen Tagen zum Mars bringen könnten. Das ist noch weit von einer einsatzreifen Realität entfernt, zeigt aber, wie stark sich Reisezeiten verändern könnten, wenn die Antriebstechnik einen großen Sprung macht.

Vorerst bleibt die realistischste Antwort jedoch angenehm geerdet in der Himmelsmechanik. Den Mars zu erreichen heißt weniger, geradlinig auf den Roten Planeten zuzurasen, als vielmehr, sich in einen sorgfältig getakteten himmlischen Tanz einzuklinken. Mit heutigen Methoden braucht eine gut geplante Mission meist den Großteil eines Jahres. In Zukunft könnte das schrumpfen. Doch selbst dann wird der Mars weiterhin das verlangen, was er immer verlangt hat: Geduld, Präzision und Respekt vor der Physik des Sonnensystems.