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Rosetta: Noch 100 Tage bis zum Erwachen

16/10/2013 1884 views 12 likes

Die Kometenmission Rosetta wird in knapp 100 Tagen aus ihrem Winterschlaf erwachen, um das Ziel zu erreichen, auf das die Sonde seit einem Jahrzehnt hinsteuert. Kometen sind die grundlegenden Bausteine unseres Sonnensystems und wahrscheinlich der Ursprung eines Großteils des Wassers auf der Erde. Es ist sogar möglich, dass Kometen einst die Grundvoraussetzungen für die Entwicklung von Leben auf der Erde geschaffen haben.

Mithilfe eines Orbiters und einer Landeeinheit wird Rosetta die Beschaffenheit eines Kometen aus nächster Nähe untersuchen und weitere Informationen darüber liefern, welche Rolle Kometen bei der Entwicklung des Sonnensystems gespielt haben.

Auf ihren Start am 2. März 2004 folgte ein komplexes Swing-by-Manöver – drei Mal an der Erde und einmal am Mars vorbei; dann nahm die ESA-Sonde Kurs auf ihren Zielkometen 67P/Tschurjumow-Gerassimenko. Auf zwei weiteren Vorbeiflügen wurden außerdem zwei Asteroiden, Steins am 5. September 2008 und Lutetia am 10. Juli 2010, aus nächster Nähe begutachtet.

Die einzigartigen Flugmanöver von Europas „Komentenjäger“ werden seit 10 Jahren aus dem Europäischen Satelllitenkontrollzentrum ESA/ESOC in Darmstadt unternommen, in enger Zusammenarbeit mit den Wissenschaftsteams in ganz Europa sowie in Übersee.

„Im Juni 2011 wurde Rosetta in den Winterschlaf versetzt und befand sich fortan auf dem frostigsten und am weitesten entfernten Abschnitt ihrer Weltraumreise – 800 Millionen Kilometer von der Sonne entfernt nahe der Umlaufbahn des Jupiters. Unsere Sonde wurde mit ihren Solarflügeln zur Sonne hin ausgerichtet, um soviel Sonnenlicht wie möglich aufzunehmen. Zudem wurde sie in eine langsame Rotation versetzt, um ihre Stabilität weiterhin zu gewährleisten“ erklärt Andrea Accomazzo, Flugbetriebsleiter von Rosetta in Darmstadt.

Am 20. Januar 2014 um 11 Uhr klingelt ein Wecker tief im All

Meilensteine der Rosetta-Mission 2014-2015

Nun, da sowohl der Komet als auch Rosetta ihre Rückreise in das innere Sonnensystem angetreten haben, macht sich das Missions-Team bereit, die Sonde aus ihrem Winterschlaf zu holen. Ihr eingebauter Wecker klingelt am 20. Januar 2014 um 11 Uhr Mitteleuropäischer Zeit.

Nach dem Erwachen müssen zuerst die Navigationsinstrumente der Sonde aufgewärmt und ihre Rotation gestoppt werden, um ihre Hauptantenne auf die Erde auszurichten und dem Bodenteam erneute Lebenszeichen zu senden.

„Wir wissen noch nicht genau, um welche Uhrzeit Rosetta den ersten Kontakt zur Erde aufnehmen wird, wir vermuten jedoch, dass dies frühestens am 20. Januar um 18:45 Uhr Mitteleuropäischer Zeit geschehen wird“, so Rosetta-Missionsleiter Dr. Fred Jansen. „Jetzt, wo dieser bahnbrechende Meilenstein in Sicht ist, sind wir sehr gespannt darauf, was uns erwartet. Gleichzeitig macht uns der Gedanke an die Untersuchung der Sonde auch große Sorgen, immerhin war sie fast 10 Jahre im All unterwegs.“

Der DLR-Lander Philae auf dem Kometen-Nucleus

Zum Zeitpunkt ihres Erwachens wird Rosetta noch immer ungefähr 9 Millionen Kilometer von ihrem Zielkometen entfernt sein. Während sie sich weiter auf ihn zubewegt, werden die 11 Instrumente des Orbiters und die 10 Instrumente des Landers eingeschaltet und überprüft.

Anfang Mai wird Rosetta dann 2 Millionen Kilometer von ihrem Ziel entfernt sein und Ende Mai ein aufwendiges Manöver durchführen, um sich in die richtige Position für ihr Rendezvous mit dem Kometen im August zu bringen.

Erste Bilder vom Zielkometen im Mai 2014

Die ersten Bilder vom entfernten 67P/Tschurjumow–Gerassimenko werden für Mai erwartet. Sie sollen die Berechnungen der Position und Umlaufbahn des Kometen entscheidend verbessern.

Bei ihrer Annäherung an den Kometen wird Rosetta Tausende Bilder aufnehmen, die weitere Informationen zu seinen wichtigsten Oberflächenmerkmalen, seiner Rotationsgeschwindigkeit und der Ausrichtung seiner Rotationsachse liefern werden.

Darüber hinaus wird Rosetta wichtige Messungen zur Gravitation, Masse und Form des Kometen vornehmen und erste Einschätzungen zu seiner staubbeladenen Gashülle, auch Koma genannt, abgeben. Sie wird weiterhin die Plasmaumgebung des Kometen erforschen und deren Zusammenwirken mit der äußeren Solaratmosphäre, dem Sonnenwind, analysieren.

Nachdem im August und September umfassende Kartierungen der Kometenoberfläche erstellt wurden, wird nun eine Landestelle für den 100 Kilogramm schweren Lander namens Philae bestimmt. Es ist das erste Mal, dass eine Sonde versucht, auf einem Kometen zu landen.

Eisschrauben und Harpunen, um an die Kometenoberfläche anzudocken

Aufgrund der verschwindend geringen Gravitation des 4 Kilometer breiten Kometenkerns und um zu verhindern, dass Philae zurück ins All prallt, wird der Lander Eisschrauben und Harpunen zu Hilfe nehmen, um an die Oberfläche anzudocken. Das Landemodul wird vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Köln betreut, in enger Zusammenarbeit mit dem Flugbetrieb der Muttersonde in Darmstadt.

Anschließend wird Philae eine Panoramaaufnahme seiner Umgebung sowie hochauflösende Bilder der Kometenoberfläche übermitteln und eine Vor-Ort-Analyse der Zusammensetzung des Eises und organischen Materials durchführen. Zusätzlich wird ein Bohrer Oberflächenproben aus 20-30 cm Tiefe nehmen und diese im Labor an Bord des Landers untersuchen.

„Danach wird sich der Fokus der Mission auf die, wie wir es nennen, ‘Escortphase’ verlagern, in der Rosetta den Kometen weiterhin auf seinem Flug Richtung Sonne begleitet“, erklärt Fred Jansen.

Den geringsten Abstand zur Sonne wird der Komet am 13. August 2015 erreichen, wenn er sich in circa 185 Millionen Kilometer Entfernung, ungefähr zwischen den Umlaufbahnen von Erde und Mars, befindet.

Reisegeschwindigkeit: 100.000 km/h

Während der Komet mit circa 100.000 km/h durch das innere Sonnensystem rast, wird die Relativgeschwindigkeit zwischen Orbiter und Komet weiterhin der normalen Schrittgeschwindigkeit entsprechen. In seiner „Escortphase“ wird der Orbiter weitere Analysen von Staub- und Gasproben durchführen und zugleich die ständig wechselnden Bedingungen auf der Kometenoberfläche beobachten, wo es nach und nach wärmer wird und das Eis verdampft.

„Diese einzigartige Wissenschaftsphase wird einen völlig neuen Einblick in die dynamische Entwicklung des Kometenkerns geben. Dadurch ist es uns möglich, eine ausführliche Beschreibung sämtlicher Aspekte des Kometen und seiner direkten Umgebung auszuarbeiten und seine Veränderungen sogar tagesaktuell aufzuzeigen“, so Dr. Matt Taylor, ESA-Projektwissenschaftler der Rosetta-Mission.

Rosetta wird den Kometen noch bis Ende 2015 begleiten, während er sich wieder von der Sonne entfernt und seine Aktivitäten langsam nachlassen.

„Dies ist das erste Mal, dass wir einen Kometen nicht nur im Vorbeiflug, sondern über einen längeren Zeitraum beobachten können. Die Mission wird uns einen bislang einmaligen Einblick in die Funktionsweisen eines Kometen geben und uns letztendlich dabei helfen, die Rolle von Kometen bei der Entstehung des Sonnensystems zu entschlüsseln“, so Matt Taylor.