Spirit war für eine kurze Mission von nur 90 Marstagen gebaut worden. Doch nach seiner Landung am 4. Januar 2004 im Gusev-Krater begann eine Reise, die mehr als sechs Jahre dauern sollte. Er fuhr über Hügel, untersuchte vulkanisches Gestein, entdeckte Mineralien, die von einer feuchteren Vergangenheit des Mars erzählen, und überlebte mehrere Winter. Am Ende stoppte ihn kein technischer Totalschaden, sondern unscheinbarer Boden.

Im Frühjahr 2009 brach Spirit durch eine dünne Kruste und geriet in weiches Material. Seine Räder fanden kaum noch Halt. Monatelang versuchten Ingenieure auf der Erde, den Rover wieder zu befreien. Spirit bewegte sich noch, aber viel zu wenig. Schließlich kam ein weiterer Gegner hinzu: der Marswinter. Weil der festsitzende Rover seine Solarpaneele nicht mehr ausreichend zur Sonne ausrichten konnte, sank seine Energieversorgung immer weiter. Am 22. März 2010 meldete sich Spirit zum letzten Mal.

Warum wurde der Mars-Rover Spirit zum Mars geschickt?

Spirit war einer von zwei nahezu baugleichen Rovern der NASA-Mission Mars Exploration Rover. Sein Zwilling Opportunity startete wenige Wochen später zum Mars. Beide sollten wie fahrende Geologen arbeiten und untersuchen, welche Rolle flüssiges Wasser in der Vergangenheit des Planeten gespielt hatte.

Spirit wurde am 10. Juni 2003 gestartet. Als Landegebiet wählte die NASA den rund 160 Kilometer großen Gusev-Krater. Satellitenaufnahmen hatten bereits vor der Mission eine auffällige Struktur gezeigt: In den Krater mündet ein großes Tal, Ma’adim Vallis. Es lag deshalb nahe, dass Gusev in ferner Vergangenheit Wasser aufgenommen und möglicherweise zeitweise einen See beherbergt haben könnte.

Die Erwartungen an den Rover waren dennoch vergleichsweise bescheiden. Spirit sollte mindestens 90 Sols, also Marstage, arbeiten und während dieser Zeit einige hundert Meter zurücklegen. Stattdessen legte er schließlich 7,73 Kilometer zurück und arbeitete mehr als 25-mal länger als ursprünglich vorgesehen.

Was entdeckte Spirit auf dem Mars?

Die ersten Untersuchungen in der Ebene des Gusev-Kraters verliefen zunächst weniger spektakulär als erhofft. Spirit fand überwiegend vulkanisches Basaltgestein. Hinweise auf starke Veränderungen durch Wasser waren dort vorhanden, aber nicht so deutlich, wie sich die Wissenschaftler dies von einem möglichen ehemaligen Seegrund erhofft hatten.

Interessanter wurde die Mission, als Spirit die Columbia Hills erreichte. Die Hügel erhoben sich in einiger Entfernung von der Landestelle und boten dem Rover Zugang zu deutlich vielfältigerem und vermutlich älterem Gestein. Dort fand Spirit unter anderem das Eisenmineral Goethit. Seine Entstehung erfordert Wasser und lieferte damit einen wichtigen geologischen Hinweis darauf, dass zumindest Teile der Region in der Vergangenheit mit Wasser in Kontakt gekommen waren.

Spirit stieß außerdem auf stark veränderte Gesteine und Böden, deren chemische Zusammensetzung nicht zu einer ausschließlich trockenen Geschichte passte. Schritt für Schritt zeichnete sich ein komplexeres Bild ab: Der Gusev-Krater war nicht einfach nur eine seit Milliarden Jahren unveränderte vulkanische Landschaft. Wasser, vulkanische Aktivität und möglicherweise hydrothermale Prozesse hatten dort Spuren hinterlassen.

Wie ein kaputtes Rad zu einer wichtigen Entdeckung führte

Ausgerechnet ein technisches Problem half Spirit bei einem seiner bedeutendsten Funde. 2006 fiel das rechte Vorderrad des Rovers aus. Spirit konnte weiterfahren, musste das blockierte Rad dabei jedoch über den Boden schleifen.

Was zunächst wie eine schwere Behinderung wirkte, wurde wissenschaftlich zum Glücksfall. Das Rad pflügte kleine Furchen in den Marsboden und legte Material frei, das normalerweise unter der Oberfläche verborgen geblieben wäre. In der Umgebung der als Home Plate bezeichneten Formation stieß Spirit 2007 auf ungewöhnlich hellen Boden mit extrem hohem Siliziumdioxidgehalt.

Solche Siliziumdioxidablagerungen können auf der Erde unter anderem im Umfeld heißer Quellen oder durch hydrothermale Prozesse entstehen. Für den Mars war der Fund deshalb besonders interessant. Er deutete darauf hin, dass Wasser und vulkanische Wärme in dieser Region möglicherweise gemeinsam gewirkt hatten. Spätere wissenschaftliche Untersuchungen der dort entdeckten Silikatstrukturen stärkten die Bedeutung dieser Landschaft als mögliches ehemaliges hydrothermales Gebiet.

Ein defektes Rad hatte Spirit damit geholfen, Material freizulegen, das zu einem der wichtigsten wissenschaftlichen Ergebnisse seiner gesamten Mission wurde.

Wie blieb Spirit im Marsboden stecken?

Im April 2009 fuhr Spirit in der Nähe von Home Plate über Gelände, das an der Oberfläche zunächst ausreichend fest erschien. Unter einer dünnen Kruste verbarg sich jedoch sehr weiches Material. Mehrere Räder brachen durch die Deckschicht und gruben sich beim Weiterdrehen immer tiefer ein.

Die Stelle erhielt den Namen Troy.

Für einen Rover war die Situation besonders problematisch. Spirit verfügte bereits nur noch über fünf zuverlässig angetriebene Räder. Im lockeren Untergrund führte das Drehen der Räder nicht automatisch zu einer Vorwärtsbewegung. Stattdessen rutschten sie durch und schoben beziehungsweise verdrängten das Material unter dem Fahrzeug.

Das Roverteam stoppte größere Fahrversuche und rekonstruierte die Situation auf der Erde. Mit einem Testrover wurden unterschiedliche Fahrmanöver ausprobiert. Ingenieure untersuchten Radstellungen, Fahrtrichtungen und Bewegungsabläufe und übermittelten anschließend vorsichtige Befehle zum Mars.

Spirit bewegte sich tatsächlich ein wenig. Entscheidend befreien konnte er sich jedoch nicht. Im Verlauf der Rettungsversuche trat zusätzlich ein Problem am rechten Hinterrad auf. Damit waren die Chancen endgültig gering, den Rover wieder aus dem weichen Boden herauszubekommen.

Im Januar 2010 erklärte die NASA die Versuche, Spirit wieder zu einem fahrenden Rover zu machen, praktisch für beendet. Von nun an sollte er als stationäre Forschungsplattform weiterarbeiten.

Warum war der Marswinter für Spirit so gefährlich?

Dass Spirit nicht mehr fahren konnte, musste zunächst nicht das Ende bedeuten. Auch an einem festen Standort konnte der Rover weiterhin wissenschaftliche Messungen durchführen. Das eigentliche Problem war seine Energieversorgung.

Spirit bezog seinen Strom aus Solarzellen. Während früherer Marswinter war der Rover gezielt auf geneigten Flächen abgestellt worden, damit seine Solarpaneele möglichst günstig zur tief stehenden Sonne ausgerichtet waren. Am Standort Troy war ein solches Manöver nicht mehr möglich.

Mit dem nahenden Winter wurden die Tage ungünstiger, und Spirit erhielt zunehmend weniger Sonnenenergie. Die NASA reduzierte den Energieverbrauch so weit wie möglich. Falls die verfügbare Leistung unter einen bestimmten Wert sank, konnte der Rover in einen Tiefschlafzustand wechseln und nahezu alle Systeme abschalten.

Genau darauf bereitete sich das Team vor. Die Hoffnung bestand darin, dass Spirit den Winter in diesem Zustand überleben und sich bei zunehmendem Sonnenlicht wieder melden würde.

Wann meldete sich Spirit zum letzten Mal?

Am 22. März 2010 empfing die Erde die letzte Kommunikation von Spirit. Danach herrschte Funkstille.

Das bedeutete zunächst nicht zwangsläufig, dass der Rover endgültig ausgefallen war. Die Ingenieure hielten es für möglich, dass Spirit lediglich in einen energiesparenden Ruhezustand geraten war. In diesem Fall hätte er nach dem Marswinter theoretisch wieder genügend Strom erzeugen und seine Funkanlage aktivieren können.

Deshalb hörte die NASA weiter zu. Über Monate wurden immer wieder Signale zum Mars geschickt und verschiedene Szenarien berücksichtigt, wie Spirit nach einem möglichen Neustart reagieren könnte.

Eine Antwort kam nicht.

Am 25. Mai 2011 erklärte die NASA die Mission offiziell für beendet. Zu diesem Zeitpunkt war mehr als ein Jahr seit Spirits letzter Nachricht vergangen. Was genau im Inneren des Rovers geschehen war, ließ sich nicht mehr feststellen. Wahrscheinlich sank die Energieversorgung während des Winters so stark, dass Spirit seine Systeme abschalten musste und anschließend nicht mehr erfolgreich gestartet werden konnte.

Wo befindet sich Spirit heute?

Spirit steht noch immer dort, wo seine Reise endete: im Gusev-Krater auf dem Mars, an der als Troy bezeichneten Stelle in der Umgebung von Home Plate.

Eine Bergungsmission ist nicht vorgesehen. Der Rover wurde für eine Reise ohne Rückkehr gebaut. Seit seinem letzten Funksignal im März 2010 hat es keinen Kontakt mehr mit Spirit gegeben.

Sein Standort ist damit gewissermaßen zu einem kleinen technischen Denkmal der Marsforschung geworden. Ein Rover, der für drei Monate gebaut worden war, steht dort nach mehr als sechs Jahren Arbeit und Tausenden zurückgelegten Metern.

Spirits Daten liefern noch immer neue Erkenntnisse

Das Ende des Rovers bedeutete nicht das Ende seiner wissenschaftlichen Arbeit. Die während der Mission gewonnenen Messdaten werden weiterhin untersucht und können mit neuen Methoden erneut ausgewertet werden.

Das zeigte sich besonders deutlich im Jahr 2026. Eine neue Analyse von Messungen des Mößbauer-Spektrometers von Spirit führte zu Hinweisen auf kristallinen Hämatit und Magnetit in ungestörten Böden des Gusev-Kraters. Dazu wurden Messungen verschiedener Beobachtungsstellen zusammengeführt, wodurch schwache Signale deutlicher erkennbar wurden, die in einzelnen Messungen kaum nachzuweisen waren.

Die Arbeit zeigt zunächst, dass diese Eisenminerale im untersuchten Boden vorhanden sind. Da mineralogische Veränderungen von Hämatit und Magnetit mit Wasser-Gesteins-Wechselwirkungen zusammenhängen können, liefern die Ergebnisse zusätzliche Hinweise auf die komplexe Wassergeschichte der Region. Sie beweisen allerdings nicht, dass der gesamte Gusev-Krater dauerhaft von einem großen See bedeckt war. Die geologische Vergangenheit des Gebiets bleibt differenziert und wird weiter untersucht.

Damit wirkt Spirits Mission noch lange nach seinem Verstummen weiter. Neue Erkenntnisse erfordern nicht immer einen neuen Rover. Manchmal genügt es, die Daten eines alten noch einmal mit anderen Methoden zu betrachten.

Was geschah also mit Spirit?

Spirit wurde nicht von einem einzigen dramatischen Defekt zerstört. Sein Ende war vielmehr das Ergebnis einer Kette von Umständen. Ein bereits beschädigtes Fahrwerk geriet in unerwartet weichen Marsboden. Die Befreiungsversuche scheiterten. Dadurch konnte der Rover seine Solarpaneele vor dem Winter nicht mehr günstig ausrichten. Die verfügbare Energie sank, Spirit verstummte und erwachte vermutlich nicht mehr aus seinem energiesparenden Zustand.

Doch auf eine gewisse Weise passt dieses Ende erstaunlich gut zur gesamten Mission. Selbst das Festfahren brachte noch wissenschaftliche Erkenntnisse: Die durch die Räder freigelegten Bodenschichten lieferten weitere Hinweise darauf, dass Wasser den Marsboden verändert hatte.

Spirit war für 90 Marstage vorgesehen. Am Ende arbeitete er mehr als sechs Jahre, fuhr 7,73 Kilometer durch den Gusev-Krater und hinterließ einen Datensatz, aus dem Wissenschaftler Jahrzehnte später noch neue Informationen gewinnen. Der Rover selbst bewegt sich nicht mehr. Seine Mission ist wissenschaftlich trotzdem noch nicht vollständig Vergangenheit.

Quellen
▪︎ NASA Science – Mars Exploration Rover Spirit
▪︎ NASA Jet Propulsion Laboratory – Mars Exploration Rover Spirit und Missionsberichte zu Troy
▪︎ NASA Science – Mars Exploration Rovers: Science Highlights
▪︎ S. W. Ruff et al., Nature Communications – Silica deposits on Mars with features resembling hot spring biosignatures
▪︎ Paulo de Souza, Interactions – A consolidated Mössbauer spectrum for undisturbed soils from the Gusev Crater
▪︎ Edith Cowan University – Neue Auswertung der Spirit-Messdaten zur Mineralogie des Gusev-Kraters