Kosmisches Billard: Mit der Schwungkraft planetarer Schwerkraftfelder

Rosetta holt von der Erde dreimal Schwung

Mit dem nur 500 Kilometer nahen Vorbeiflug ihrer Giotto-Sonde am Halleyschen Kometen bewiesen die Europäer bereits 1986 ihre außerordentliche Leistungsfähigkeit bei der satellitengestützten Kometenforschung. War Giotto ihr Gesellenstück, so folgte 2004 mit Rosetta das Meisterstück – nämlich eine hochkomplizierte Flugbahn zu errechnen, die unter Ausnutzung von Erde und Mars Rosetta so beschleunigt, dass die Sonde 2014 ihr Ziel am vorausberechneten Zeitpunkt erreicht. Denn selbst der Schub der mächtigen Ariane-5-Trägerrakete reichte nicht aus, um die mit 21 Experimenten voll gepackte, nahezu 3 Tonnen schwere Raumsonde auf direktem Weg zum Kometen 67P/Tschurjumow-Gerassimenko zu schicken.

Es galt, möglichst viel Gepäck mitnehmen zu können. Allein 1670 Kilogramm Treibstoffvorrat waren beim Start für die über ein Jahrzehnt dauernde Reise an Bord. Die ESA-Spezialisten haben deshalb eine energetisch in höchstem Maße effiziente Route ausgetüftelt. Dabei umkreist Rosetta die Sonne insgesamt viermal und nutzt dreimal die Schwungkraft der planetaren Schwerkraftfelder der Erde und einmal des Mars aus.

Die Route ist nicht nur unter energetischen Gesichtspunkten ausgefeilt worden. Zweimal durchfliegt der Raumflugkörper den Asteroidengürtel, der sich zwischen Mars und Jupiter befindet. Über die Gruppe der Asteroiden bzw. Planetoiden dieses Gürtels ist noch relativ wenig bekannt. Deshalb hatten die Forscher den Vorbeiflug an zwei Asteroiden geplant, um so nähere Informationen zu gewinnen. Sie erhoffen sich von den Rosetta-Daten wertvolle Aufschlüsse über deren Zusammensetzung und Genese. Noch unklar ist, ob es sich beim Asteroidengürtel um Reste eines Planeten handelt oder ob es möglicherweise Baumaterial für einen Planeten gewesen wäre, der sich im Anziehungsbereich des mächtigen Jupiters jedoch nicht halten konnte.

Inzwischen flog Rosetta – oder besser gesagt: raste mit 8,6 Kilometern in der Sekunde beziehungsweise 30.960 Stundenkilometern – am 5. September 2008 im Abstand von 800 Kilometern am Asteroiden 2867 Steins vorbei. Ein zweiter, weit größerer Asteroid als Steins, wird von der Kometensonde am 10. Juli 2010 ins Visier genommen. Es handelt sich um 21 Lutetia, an dem der Vorbeiflug sogar mit einer Geschwindigkeit von 15 Kilometern in der Sekunde oder 54.000 Stundenkilometern im Abstand von 3200 Kilometern erfolgen wird. Danach wird die Sonde längere Zeit – von Juli 2011 bis Januar 2014 – in eine Art "Winterschlaf" versetzt.

Wenn der Kometenjäger im Januar 2014 aus seinem Winterschlaf geweckt wird und seinem Ziel endlich näher kommt, sollen von der am Max-Planck-Institut für Aeronomie in Katlenburg entwickelten Kamera erste Fotos von Tschurjumow-Gerassimenko gemacht werden. Die Raumsonde wird sich dann ihrem Ziel immer weiter nähern und im Sommer 2014, voraussichtlich im Mai, in einen Orbit um den kleinen Himmelskörper einschwenken. Zunächst geschieht das in noch respektvollem Abstand von etwa 25 Kilometern.

Im Lauf der nächsten Wochen soll der Abstand dann immer weiter zunächst auf 10 Kilometer und dann bis auf einen Kilometer verringert werden. Details bis zu einem Meter Größe dürften auf den dann geschossenen Aufnahmen noch erkennbar sein. Erwartet wird ein inaktiver, gefriergetrockneter, im Winterschlaf befindlicher dunkler Körper. Seine Oberfläche könnte einer schmutzigen, verharschten Eiswüste nahe kommen.
In dieser Zeit wird der Kometenkern mit seinen etwa vier Kilometern Durchmesser aus dem Orbit mit elf Instrumenten einer intensiven Inspektion unterzogen. Spektrometer ermitteln die mineralogische und chemische Zusammensetzung des Oberflächenmaterials. Und mit der Kamera wird Ausschau gehalten nach einem geeigneten Landeplatz.

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