Die Sensoren an Bord der Sonde Mars Odyssey, die den roten Planeten seit Februar 2002 erkundet, haben durch die Beobachtung von Neutronenemissionsvariationen Hinweise auf große Wasservorkommen im Marsboden aufgespürt.

Die kosmische Strahlung durchdringt die dünne Marsatmosphäre und interagiert mit den Elementen der oberen Schicht des Marsbodens. Dabei werden teilweise Neutronen ins Weltall zurückgestreut. Wenn der Marsboden jedoch Wasserstoff beinhaltet, werden diese Neutronen für gewöhnlich wieder absorbiert.

Die aus der Umlaufbahn erkundeten Unterschiede der Neutronen-Emissionswerte über den verschiedenen Regionen der Marsoberfläche werden von den Wissenschaftlern stellvertretend als Anzeichen für Wassereisvorkommen im Marsboden betrachtet. Wasser ist die wahrscheinlichste Molekülverbindung in der Wasserstoffatome nahe der Marsoberfläche vorkommen können.

Blaue Schattierungen auf der angefertigten Falschfarben-Karte deuten auf hohe Konzentrationen von Wassereis in der oberen Schicht der Marsoberfläche hin. Die offensichtlich hohe Konzentration in den Polarregionen stellt für die Wissenschaftler keine Überraschung dar. Allerdings scheinen auch signifikante Konzentrationen des gefrorenen Wassers in geringeren Breitengraden aufzutreten.

Seit mehr als zwei Jahren verbrachte die Sonde Mars Odyssey damit, die Oberfläche des roten Planeten zu kartieren, verschiedene Substanzen (u.a. auch Wasser) aufzuspüren. Somit konnte Mars Odyssey den Zeitrum eines gesamten Marsjahres (entsprechend 686 Erdentagen), einschließlich aller auf dem Planten vorkommenden Jahreszeiten mit intensiven Beobachtungen abdecken. Die primäre Mission der Sonde wurde im August 2004 erfolgreich abgeschlossen.

Da die meisten Systeme des Mars-Satelliten jedoch noch immer fehlerfrei funktionieren, wird die Mission bis September 2006 verlängert. Somit erhalten die Wissenschaftler die Gelegenheit, über ein weiteres Marsjahr hinweg, wissenschaftliche Daten von der Marsoberfläche zu sammeln und gegebenenfalls unterschiedliche Ergebnisse direkt miteinander zu vergleichen.

Die Forscher erwarten erneut dramatische Veränderungen der Marsoberfläche, die durch saisonale Klimaveränderungen hervorgerufen werden. So kommt es auf dem roten Planeten zu gravierenden Abschmelzungen und erneuten Ablagerungen von polaren Eismassen, Formationen von Wolkenstrukturen in der Atmosphäre und Staubstürmen, die teilweise den gesamten Planeten in einem undurchsichtigen Schleier verhüllen können.

Im März 2006 wird eine weitere Mission den roten Nachbarplaneten erreichen. Der US-amerikanische Mars Reconnaissance Orbiter wird von diesem Zeitpunkt an zusammen mit den Satelliten Mars Odyssey und Mars Global Surveyor, sowie der europäischen Mission Mars Express Beobachtungen des Planeten durchführen.

Die von Mars Odyssey angefertigten Beobachtungen der Mars-Atmosphäre werden dem Mars Reconnaissance Orbiter beim Aero-Braking, einem Bremsmanöver, bei dem die Sonde in die oberen Schichten der dünnen Marsatmosphäre eintaucht, um die Umlaufgeschwindigkeit abzubremsen, vorbereitend behilflich sein.

Derzeit befinden sich zudem die beiden Mars Exploration Rover Spirit und Opportunity auf der Marsoberfläche, die sich seit Anfang des Jahres 2004 ferngesteuert über die schroffe Planetenoberfläche bewegen und mit zahlreichen wissenschaftlichen Geräten an Bord Beobachtungen und Experimente direkt auf der Oberfläche durchführen.

Abgesehen von einigen Alterserscheinungen erfüllten die beiden mobilen Roboter eine überaus erfolgreiche Mission. Mars Odyssey fungiert dabei mit seiner großen Antenne häufig als leistungsstarkes Relais bei der Datenübertragung zwischen den beiden Marsrovern und der Erde. Ungefähr 85% aller Bilder, die bislang von den Rovern angefertigt wurden, sind von dieser Sonde empfangen und zur Erde übertragen worden.

Auch für die Auswahl der Landegebiete der beiden Rover wurden Daten von Mars Odyssey genutzt. Im Jahr 2008 wird die NASA-Sonde Phoenix auf der Oberfläche des Nachbarplaneten aufsetzen. Auch für die Auswahl eines geeigneten Landegebietes dieser Mission werden wieder Daten von Odyssey herangezogen werden.

Die Sonde Mars Odyssey wurde am 7. April 2001 gestartet und erreichte den roten Planeten nach einer fast 7-monatigen Reise am 23. Oktober 2001. Mars Odyssey schwenkte nach der Ankunft durch mehrere Aero-Braking-Manöver in eine nahe Umlaufbahn um den Planeten Mars ein.

Das Raumfahrzeug trägt drei verschiedene wissenschaftliche Geräte mit sich: ein Kamera-System zur visuellen und infraroten Beobachtung der Marsoberfläche, ein Strahlenmessgerät, sowie eine umfangreiche Spektrometer-Garnitur, die einen Gammastrahlen-Spektrometer, einen Neutronen-Spektrometer und einem Detektor für hochenergetische Neutronen enthält. Das Strahlenmessgerät zur Bestimmung der Intensität des hochenergetischen Sonnenwindes fiel nach einer ungewöhnlich heftigen Sonneneruption im Oktober 2003 aus.

Mars Odyssey konnte während der Primärmission zahlreiche wissenschaftliche Ergebnisse liefern. Nach dem Abschmelzen des Kohlendioxid-Eises in der nördlichen Polkappe, konnte auch dort gefrorenes Wasser nachgewiesen werden. Infrarot-Untersuchungen der Marsoberfläche ließen auf ein weit verbreitetes Vorkommen des Minerals Olivin schließen, das unter dem Einfluss von Wasser schnell verwittert. Die Oberfläche des Mars muss also über einen langen Zeitraum hinweg vorwiegend trocken gewesen sein.

Viele Ergebnisse der Mars Odyssey Mission sprechen dafür, dass sich der rote Planet in einer Phase der klimatischen Veränderung befindet. Zahlreiche beobachtete jüngere Abflussrinnen deuten auf Überreste einer marsianischen Eiszeit hin. Zudem konnte mithilfe des Kamerasystems an Bord von Mars Odyssey die bislang detaillierteste globale Karte des roten Planeten angefertigt werden.

Mars Odyssey hat noch genügend Treibstoff an Bord, so dass die Mission bei künftig gleich bleibenden Verbrauchsraten auch noch nach dem Ende dieser Dekade fortgeführt werden könnte.