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Guten Morgen, Rosetta

Die europäische Kometensonde Rosetta ist bald am Ziel ihrer Reise. Nach fast dreijähriger Funkstille soll sie am Montag wieder Signale auf die Erde senden.

Rosetta reist zum Eiskometen Tschury. Foto: ESA
Rosetta reist zum Eiskometen Tschury. Foto: ESA

Am kommenden Montag um elf Uhr mitteleuropäischer Zeit klingelt an Bord der Raumsonde Rosetta der Wecker. Nach zweieinhalb Jahren Tiefschlaf soll sie Kurs nehmen auf den Kometen Tschurjumow-Gerasimenko, kurz Tschury. Erstmals wird eine Sonde in eine Umlaufbahn um einen solchen Himmelskörper einschwenken und schliesslich einen Landeroboter absetzen. Rosetta soll den unter Experten heiss diskutierten Fragen nachgehen, ob Kometen das Wasser und womöglich die ersten Lebenskeime auf unseren Planeten brachten. Die unter Leitung der EADS-Tochter Astrium gebaute Sonde der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) kostete nahezu eine Milliarde Euro.

Eigentlich sollte Rosetta schon 2003 auf die Reise zum Kometen Wirtanen gehen. Doch die Explosion der damals erneuerten Ariane 5 kurz vor dem Starttermin zwang die ESA zu einer Überprüfung der Europarakete. Dadurch verzögerte sich der Start vom europäischen Raumfahrtzentrum Kourou in Französisch-Guyana um ein Jahr, und der Komet Wirtanen war nicht mehr erreichbar. Als neues Ziel identifizierten Astronomen den Kometen 67P, wie Tschury auch genannt wird. Da dieser Körper mit vier Kilometer Durchmesser grösser als Wirtanen ist, herrscht an seiner Oberfläche eine viermal stärkere Schwerkraft. Dies erforderte Umbauten am Landeroboter. So erhielt er eine Art Hüftgelenk, das ein Umkippen bei starker Schräglage verhindern soll.

Kalter Gesteinsbrocken

Doch zunächst einmal muss Rosetta den Himmelskörper erreichen – und das in möglichst grosser Entfernung von der Sonne. Der Grund: Kometenkerne sind ein Gemisch aus Eis, Staub und Gestein. In den kalten Aussenbereichen des Sonnensystems sind sie unspektakuläre, graue Gesteinsbrocken. «Ihre Oberfläche ist dunkler als Teer», erklärt Mark McCaughrean von der ESA.

Wenn sich ein Kometenkern aber der Sonne nähert, erwärmt er sich zunehmend. Wasserdampf und andere Gase weichen aus dem Inneren und sammeln sich wie eine Atmosphäre um den Felsbrocken an. So entsteht ein Kometenschweif, der unter günstigen Bedingungen am Himmel sichtbar wird.

Rosetta wird Tschury auf dem Weg in Richtung Sonne begleiten und erstmals das langsame Erwachen aus der Eisesstarre verfolgen. Elf wissenschaftliche Instrumente sollen die Gas- und Staubpartikel studieren, eine Kamera wird Aufnahmen zur Erde funken, auf denen wenige Zentimeter grosse Details erkennbar sind.

Um in den Aussenbereich des Sonnensystems zu gelangen, musste die drei Tonnen schwere Rosetta auf sehr hohe Geschwindigkeit beschleunigt werden. Herkömmliche Triebwerke hätten hierfür zu viel Treibstoff benötigt. Stattdessen holte die Sonde dreimal im Schwerefeld der Erde und einmal um den Mars Schwung, wobei sie immer schneller wurde. Fünfmal umrundete sie die Sonne und entfernte sich dabei von ihr auf einer spiralförmigen Bahn mit einer Geschwindigkeit von schliesslich 54 000 Kilometern pro Stunde. Auf ihrer bislang mehr als sechs Milliarden Kilometer langen Reise flog sie zudem an den Asteroiden Steins und Lutetia vorbei und übermittelte von ihnen wertvolle Aufnahmen zur Erde.

Erste Piepser aus dem All

Im Juni 2011 schalteten die Raumfahrtingenieure alle Instrumente an Bord ab und versetzten Rosetta für den kältesten Teil der Reise in eine Art Tiefschlaf. Wenn sie am kommenden Montag aufwacht, wird sie immer noch neun Millionen Kilometer vom Kometen entfernt sein. In einem mehrstufigen Verfahren soll die Sonde zunächst ihre Navigationsinstrumente aufwärmen und die Hauptantenne zur Erde ausrichten, um mit dem Satellitenkontrollzentrum der ESA in Darmstadt Kontakt aufzunehmen. Den ersten Überlebenspiepser erwarten die Forscher nicht vor 18.30 Uhr. «Wenn wir innerhalb von zwölf Stunden nach dem Aufwachen kein Signal erhalten haben, werden wir versuchen, mit der Sonde Kontakt aufzunehmen», erklärte Mark McCaughrean.

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Zunächst werden die Instrumente nach und nach eingeschaltet. Zwei jeweils 14 Meter lange Solarzellenflügel mit einer Gesamtfläche von 68 Quadratmetern sorgen in diesem sonnenfernen Bereich, wo die Lichtintensität auf etwa 4 Prozent derjenigen in Erdnähe abgefallen ist, für 440 Watt Leistung. Rosettas Kamera muss dann die Position des kleinen Kometenkerns exakt bestimmen, die derzeit nur bis auf 10 000 Kilometer genau bekannt ist. Ende Mai steht ein Korrekturmanöver an, mit dem die Sonde endgültig auf Rendez-vous-Kurs gelangt.

Erste Detailaufnahmen des Kometen wird es erst im Juli geben, im August wird die Sonde ihn erreichen. Tschurys Schwerkraft ist so gering, dass Rosetta relativ zum Kometen bis auf Fussgängergeschwindigkeit abgebremst werden muss, andernfalls schösse sie an dem Brocken einfach vorbei. Letztlich soll sie den Körper mit nur einigen zehn Zentimetern pro Sekunde umkreisen.

Raumfahrtingenieure und Wissenschaftler erwarten Rosettas Erwachen mit grosser Spannung. Zwar haben sie bei der Konstruktion der Instrumente die lange Tiefschlafphase berücksichtigt, dennoch kann der Einschlag eines energiereichen kosmischen Teilchens elektrische Geräte beschädigen. Ausserdem sind in der Raumsonde bereits vor dem Einschläfern zwei Fehler aufgetreten: Zum einen ist der Druck im Treibstofftank etwas zu gering, zum anderen zeigen zwei von insgesamt vier Reaktionsrädern Abnutzungserscheinungen. Diese werden für kleine Lageregelungen beispielsweise in der Umlaufbahn um den Kometen benötigt. Mark McCaughrean ist jedoch optimistisch: «Nach den bisherigen Tests erwarten wir keine Probleme, die das Ziel der Mission gefährden.»

Den Höhepunkt erlebt die Mission am 11. November. Dann stösst Rosetta den Landeroboter namens Philae ab, der leicht wie eine Feder auf der Oberfläche aufsetzen soll. Mit zehn Instrumenten wird er sogar Bodenproben aus einigen zehn Zentimetern Tiefe nehmen. Im August 2015 erreicht Tschury den sonnennächsten Punkt auf seiner Bahn, voraussichtlich Ende 2015 ist die Mission beendet, wenn sich der Komet wieder in den äusseren, eisigen Bereich des Planetensystems zurückzieht.

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