Extremtemperaturen: Herausforderung für Ingenieure
BepiColombo wird im Auftrag der ESA von einem europäischen Industriekonsortium unter der Leitung des deutschen Raumfahrtunternehmens Astrium GmbH in Friedrichshafen entwickelt und gebaut. Gesteuert wird die Mission vom Europäischen Satellitenkontrollzentrum ESA/ESOC in Darmstadt.
Astrium baut Merkur-Sonde
Der im Februar 2007 an Astrium ergangene Industrieauftrag beläuft sich auf rund 330 Millionen Euro. Astrium (Friedrichshafen) ist somit für das komplette „dreiteilige“ Raumfahrzeug verantwortlich. Außerdem steht die Entwicklung der Lage- und Bahnregelung unter deutscher Verantwortung.
Astrium (UK) baut das Antriebsmodul MTM mit dem elektrischen und chemischen Antriebssystem sowie die gesamte Struktur des europäischen Orbiters MPO.
Wiederum Astrium in Frankreich entwickelt auf der Basis der bereits im interplanetaren Raum agierenden ESA-Sonden Rosetta, Mars Express und Venus Express die Onboard-Software für BepiColombo.
Die Systeme für Elektronik, Thermalkontrolle und Kommunikation des MPO werden bei Alcatel Alenia Space (Italien) gebaut, das zugleich für die Integrations- und Testarbeiten verantwortlich ist.
Der Magnetosphärenorbiter MMO wird unter japanischer Verantwortung entwickelt.
Hauptproblem: Wechsel von Sonnenglut und Eiseskälte
Vor allem die extremen Temperaturen, bei denen BepiColombo seine Mission erfüllen muss, stellen die Ingenieure vor erhebliche Herausforderungen.
In der Umgebung des Merkurs ist die Sonnenstrahlung bis zu zehnmal stärker als auf der Erde. An der Planetenoberfläche herrschen tagsüber Temperaturen von bis zu 470 Grad Celsius, nachts sinken sie auf bis zu minus 212 Grad Celsius.
Mit verschiedenen Maßnahmen wollen die Spezialisten Elektronik und wissenschaftliche Instrumente vor Überhitzung schützen. Dazu gehören eine neu entwickelte Isolierfolie aus Keramikfasern sowie ein Radiator, der die Wärme aus dem Innern der Sonde in den Weltraum abführt. Außerdem kommen spezielle Solarzellen zum Einsatz, die auch bei den hohen Temperaturen noch Strom liefern können.
Parallel zur Industrie entwickeln Wissenschaftler und Ingenieure aus elf Ländern – Deutschland, Finnland, Frankreich, Großbritannien, Italien, Japan, Österreich, Russland, Schweden, Schweiz und den USA – die entsprechenden Experimente und Messgeräte für die beiden Orbiter.
Darmstadt steuert BepiColombo
Gesteuert wird die Mission BepiColombo vom Europäischen Satellitenkontrollzentrum ESA/ESOC in Darmstadt. Aufgrund der großen Entfernungen zwischen Erde und Raumsonden werden zum Empfang der schwachen Signale große Antennen benötigt.
Für das Bodenstationsnetzwerk sind hierzu die 35-Meter-Antenne in Cebreros (Spanien) sowie die 64-Meter-Antenne in Usuda (Japan) vorgesehen. Die Antenne von Cebreros, die direkt vom ESOC in Darmstadt aus betrieben wird, fungiert während der gesamten Mission als wichtigster Datenknoten zwischen ESOC und BepiColombo.
Ab August 2019 werden von Darmstadt aus schrittweise die 16 wissenschaftlichen Geräte aktiviert, justiert und überprüft. Im September 2019 soll dann die geplante einjährige komplexe Erforschung des Merkurs beginnen. Eine Verlängerung der Mission um ein weiteres Jahr bis September 2021 ist bereits angedacht.
