Rosetta-Lander an ESA übergeben

Rosetta-Lander im IABG nach umfangreichen Tests
Rosetta-Lander im IABG nach umfangreichen Tests
23 November 2001

Wenn am 13. Januar 2003 eine Ariane 5 mit der ESA-Kometensonde Rosetta von der Startrampe in Kourou abhebt, beginnt eine der aufregendsten und kompliziertesten Wissenschaftsmissionen in der Geschichte der Menschheit. Rosettas Ziel ist Wirtanen, ein knapp 1 km großer Komet, den die Sonde nach einer neunjährigen Reise am 26. November 2011 erreichen wird. Höhepunkt des Unternehmens wird im Juli 2012 das weiche Absetzen eines Landers auf der Oberfläche des Kometen sein. Das Flugmodell des Landers hat in den letzten Monaten bei der IABG mbH in Ottobrunn bei München ein komplexes Testprogramm absolviert. Am 20. November wurde das Gerät vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) an die Europäische Raumfahrtagentur ESA übergeben. Im ESA-Technologiezentrum ESTEC in Noordwijk beginnen nun am 30. November die Montage sowie weitere umfangreiche Tests des kompletten Raumflugkörpers.

Anlässlich der Übergabe hatten Medienvertreter in Ottobrunn die Gelegenheit, das Landegerät vor dem Verpacken in den Hallen der IABG mbH zu besichtigen. Die Industrie-Anlagen Betriebsgesellschaft (IABG) ist eines der drei von der ESA koordinierten Testzentren für Weltraumgeräte in Europa. Führende Vertreter des DLR, des ESTEC, vom Max-Planck-Institut für Aeronomie und weiteren beteiligten Institutionen stellten das Projekt vor.
"Mit Rosetta besteht erstmals die Möglichkeit, einen Kometenkern direkt und über lange Zeit zu untersuchen. Das war eine gewaltige Herausforderung für alle beteiligten Wissenschaftler und Ingenieure. Aufgrund der langen Flugdauer und der großen Entfernung der Sonde zur Erde mussten die Bord- und Mess-Systeme hochautomatisiert werden, um eine einwandfreie Arbeit zu gewährleisten" erläuterte der Projektdirektor des DLR, Klaus Berge, die Ziele der Mission.

Das Ziel: Der Komet Wirtanen

Orbiter und Lander mit Wirtanen (Grafik)
Orbiter und Lander mit Wirtanen (Grafik)

Nach den bisherigen Erkenntnissen besteht Wirtanen aus einer Mischung von Schnee und interplanetarem Staub. Er ist also ein „schmutziger Schneeball". Wissenschaftler vermuten, dass er noch nahezu unverändert aus jenem Material besteht, aus dem sich vor 4,5 Milliarden Jahren das Sonnensystem gebildet hat. Seine elliptische Flugbahn verläuft zwischen den Orbits von Erde und Jupiter. Die Sonne umkreist er in fünfeinhalb Jahren. Dabei entfernt er sich von ihr bis zu 770 Millionen Kilometer. An diesem entferntesten Punkt trifft Rosetta auf den Kometen. Der Bahnabschnitt wurde deshalb gewählt, weil Wirtanen da am kältesten ist und keinerlei Aktivitäten an seiner Oberfläche zeigt.
Sowohl der Lander als auch der Orbiter von Rosetta können damit genauestens erfassen, wie sich die Eigenschaften des Kometen mit zunehmender Annäherung zur Sonne verändern, wie er antaut und langsam einen immer größer werdenden Schweif ausbildet. Die Wissenschaftler erhoffen sich davon einmalige Erkenntnisse, wie Dr. Rita Schulz, stellvertretende ESA-Missionsleiterin für das Rosetta-Gesamtprojekt, hervorhebt:
"Wir wollen die chemische Zusammensetzung des Kometenmaterials, die physikalischen Eigenschaften und vor allem die Dynamik der Prozesse auf der Kometenoberfläche näher untersuchen. Wir wissen heute noch nicht, wie sich die Struktur von Koma und Schweif bei der Annäherung an die Sonne ausbilden. Neben den zehn Instrumenten an Bord des Landers werden elf weitere Experimente vom Orbiter eine Fülle von Daten liefern."

Rosetta holt Schwung

Der Lander der Rosetta-Mission

Die gewaltige Energie der Ariane-Trägerrakete reicht nicht aus, Rosetta auf den direkten Weg zu Wirtanen zu bringen. Die Raumsonde muss deshalb bei mehreren Swing-By-Manövern am Mars sowie an der Erde zusätzlich Schwung holen. Die Vorbeiflüge sind für den 26. August 2005 am Mars sowie den 28. November 2005 und 28. November 2007 an der Erde geplant.

Die Bahn wurde so gewählt, dass Rosetta weitere interessante Himmelsobjekte im Vorbeiflug erkunden kann, wie die Asteroiden Otawara (11. Juli 2006) sowie Siwa (24. Juli 2008).
Wie Dr. Rita Schulz erläutert, wird „mit Siwa der bisher größte Asteroid durch einen von Menschenhand geschaffenen Raumflugkörper aus der Nähe untersucht. Siwa hat immerhin einen Durchmesser von 110 Kilometern. Wir erhoffen uns von der Kamera an Bord des Orbiters spektakuläre Aufnahmen von dem Asteroiden."

Lander "ankert" auf Kometenkern

Ein Landebein - High-Tech vom Feinsten
Ein Landebein - High-Tech vom Feinsten

Der Lander hat in etwa die Abmessungen eines grösseren TV-Gerätes. Auf den ersten Blick sieht er recht unscheinbar aus. Doch was in ihm steckt gehört zum Feinsten in Wissenschaft und Technik. Seine Instrumente müssen die mehrjährige Reise zum Ziel überstehen. Dabei treten Temperaturschwankungen zwischen + 50 °C und - 180 °C auf.
Die weiche Landung stellt eine besondere Herausforderung dar. Der kleine Kometenkern hat nur ein äußerst geringes Schwerefeld. Das Problem ist daher, nach dem Aufsetzen auch auf der Oberfläche zu bleiben. Auf dem Kometen hat das sonst 100 kg schwere Gefährt gerade einmal das Gewicht eines Blattes Papier. Sollte der „gewichtslose“ Lander nur ein klein wenig abfedern, würde er rettungslos in den unendlich großen Weltraum hinaus katapultiert werden.
Spezielle Vorrichtungen sorgen deshalb für ein Verankern am Boden. In den High-Tech-Landebeinen - die Sonde hat davon drei Stück - sind neben einer Reihe von Sensoren auch Eisschrauben integriert, die sofort nach der Landung in die Oberfläche des Kometenkerns gedreht werden. Zusätzlich soll eine Art „Harpune" für die Fixierung sorgen. Diese ist wiederum so ausgelegt, dass sie auch für die Ermittlung mechanischer Eigenschaften des Bodens genutzt wird.

Nach der Landung beginnt die eigentliche Arbeit. Eine Bohrvorrichtung entnimmt dem Kometen Material, das in verschiedenen Instrumenten analysiert wird. Insgesamt befinden sich zehn Experimente an Bord des Landers. Sie werden die Zusammensetzung der Kometenmaterie sowie deren mechanische, thermische, magnetische und elektrische Eigenschaften untersuchen.

Der Lander wurde von einem internationalen Konsortium unter Führung des DLR entwickelt und gebaut. Beteiligt sind die Raumfahrtagenturen aus Frankreich (CNES) sowie aus Italien (ASI). Die Montage erfolgte beim DLR. Der Europäische Raumfahrtkonzern Astrium hat als industrieller Hauptauftragnehmer der Rosetta-Sonde Unterstützung bei Systemtechnik, Tests und der Entwicklung der anspruchsvollen Landebeine gegeben.

Schaltstelle ESOC

Die 35m-Antenne in Australien
Die 35m-Antenne in Australien

Dem European Space Operations Centre (ESOC) in Darmstadt kommt bei der Durchführung der Mission eine besondere Bedeutung zu. Das Kontrollzentrum wird die Raumsonde über zehn Jahre überwachen und steuern. Hierzu gehört die Bestimmung der Flugbahn, einschließlich notwendiger Korrekturen. Die wissenschaftlichen Daten sowie Bildinformationen werden ebenfalls in Darmstadt abgerufen und an die wissenschaftlichen Institutionen weitergeleitet. Eigens zur Gewährleistung der Kommunikation über die riesigen Entfernungen errichtet die Europäische Raumfahrtagentur ESA in Australien eine leistungsfähige Parabolantenne mit 35 Metern Durchmesser.

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