Mars Express ist die erste Marssonde der Europäischen Weltraumbehörde ESA, die den Roten Planeten 2003 erreicht hat. Ihre wichtigsten wissenschaftlichen Ziele sind die Suche nach Wasser, die Studie der Sonnenwindwechselwirkung mit der oberen Atmosphäre und Fernerkundung der Oberflächenmineralogie. Sie ist ausgestattet mit Instrumenten für: globale hochauflösende Photo-Geologie (inklusive Topografie, Morphologie, Paleoklimatologie, etc.);  hochauflösende mineralogische Kartografierung der Marsoberfläche; hochauflösende Kartografierung der Atmosphärenzusammensetzung. Sie kann auch unterirdische Strukturen (inklusive der Permafrost-Schicht) bis zu einer Tiefe von mehreren Kilometern feststellen und das Ausmaß der Interaktion zwischen Oberfläche und Atmosphäre bestimmen. Aber auch die Wechselwirkung der Atmosphäre mit dem interplanetaren Medium ist einer der wissenschaftlichen Hauptschwerpunkte. Da das Startfenster zum Mars 2003 besonders günstig war, erforschen gemeinsam mit Mars Express auch Raumsonden der NASA den Planeten, was vielfache neue Möglichkeiten zu kombinierten Messkampagnen mehrerer Sonden bietet und ein neues, verbessertes, hochaufgelöstes Datenmodell des Mars und seiner Umgebung zur Folge haben wird.

Mars Express Daten werden einer großen Vielzahl von Forschern und Studenten mittels regionaler "Anerkannter Kooperativer Laboratorien" (engl.: RCL) zur Verfügung gestellt, zu denen auch das Institut für Weltraumforschung (IWF) der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ÖAW) zählt.

Die wissenschaftliche Zielsetzung unseres Mars Express RCL Antrags ist im Besonderen ein besseres Verständnis der chemischen und physikalischen Prozesse, die zum Verlust von Wasser in den Weltraum, der Verdampfung von Eis und unterirdischer Eisschichten, dem Austausch von Wasser mit der Atmosphäre und der Oxidationsfähigkeit der Marsoberfläche und des Staubes führen. Wir haben ein interdisziplinäres Team von Wissenschaftlern mit Erfahrung in den folgenden Gebieten zusammengestellt:

• Mars Atmosphären Evolution und nicht-thermale Flucht-Prozesse
• Kalibrierung von Raumsonden-Antennen
• Eis- und Permafrost-Forschung
• Mineralogie und Geochemie
• Experimente in der Weltraum- und Planeten-Simulationskammer.

Die Untersuchung der Verdampfung von Wasser aus Oberflächenschichten und der Austausch mit der Mars-Atmosphäre wird unsere Kenntnisse über die Evolution der Mars-Atmosphäre erweitern. Unsere Forschungen umfassen sowohl numerische als auch experimentelle Studien der Interaktionsprozesse zwischen der Oberfläche und der Atmosphäre, wie z.B.:

• Entwicklung eines numerischen, drei-dimensionalen Exosphären-Modells - beruhend auf einem Monte-Carlo Algorithmus - zum Verständnis der Fluchtprozesse der Atmosphäre.
• Kalibrierung von Raumsonden-Antennen zur Verbesserung der Datenauswertung, basierend auf Drahtgitter-Modellen der Sonde unter Anwendung numerischer Lösungen von Problemstellungen der Theorie der elektromagnetischen Wellen. Damit lassen sich besonders die Ergebnisse des Mars Express MARSIS Radars verbessern.
• Identifikation der Randbedingungen für die Oxidation von Marsgestein und Marsstaub.
• Theoretische und experimentelle Studien der Kinetik und der Mechanismen photostimulierter Oxidation terrestrischer Marsboden-Analog-Materialien.
• Erforschung des Gasaustausches zwischen dem Marsboden und der Atmosphäre als Funktion der Materialeigenschaften (wie z.B. Temperaturvariationen, Wärmeleitfähigkeit, Körnigkeit des Staubes etc.) anhand des Studiums terrestrischer Marsboden-Analog-Materialien in einer simulierten Mars-Umgebung.
• Laborexperimente in der Weltraum- und Planeten-Simulationskammer des IWF unter Verwendung terrestrischer Marsboden-Analog-Materialien in einer simulierten Mars-Umgebung.

Weitere Informationen zu Mars Express findet man bei der ESA.

• Helmut Lammer, RCL-Representative
• Helfried Biernat, Modellentwicklung
• Günter Kargl, Laborsimulation
• Norbert Kömle, Laborsimulation
• Herbert Lichtenegger, Modellentwicklung
• Wolfgang Macher, Modellentwicklung
• Helmut O. Rucker, Experiment MARSIS