News: Die Rosetta-Mission
Mit einem Jahr Verspätung startet in wenigen Tagen die europäische Rosetta-Sonde zum Kometen Tschurjumow-Gerasimenko. Zwar ist es nicht die erste Mission zu einem der Eisbrocken aus den Anfangstagen des Sonnensystems, aber in mancherlei Hinsicht ist es doch eine Premiere. So soll zum ersten Mal ein Landemodul an einem Kometen festmachen.
© (Ausschnitt)
Die ESA-Mission Rosetta zum Kometen 67P/Tschurjumow-Gerasimenko ist als Nachfolger der erfolgreichen Giotto-Mission konzipiert. Giotto passierte in den achtziger Jahren in nur 600 Kilometern Entfernung den Halley'schen Kometen und schoss dabei erstmals aus nächster Nähe Bilder von einem Kometenkern. Rosetta geht einen Schritt weiter: Mit Philae, dem Landemodul von Rosetta, soll 2014 erstmals ein Raumfahrzeug auf einem Kometen abgesetzt werden. Dort soll es sich festhaken, Bodenproben nehmen, diese analysieren und den Kometenkern aus nächster Nähe in Augenschein nehmen. Zuvor muss die Sonde jedoch rund fünf Milliarden Kilometer zurücklegen.
Zeugen der Vergangenheit
Kometen gelten als die ältesten und ursprünglichsten Himmelskörper. Sie sind im Prinzip nichts anderes als riesige schmutzige Schneebälle aus Eis und unterschiedlichen gefrorenen Gasen, die mit staubartigen Partikeln vermischt sind. Ihre Zusammensetzung hat sich in den letzten 4,5 Milliarden Jahren nicht sehr verändert, sodass eine Analyse Aufschlüsse über das frühe Sonnensystem liefern kann.
Die Reise
Da Rosetta ihren Kometen möglichst weit draußen im Sonnensystem abfangen soll und keine verfügbare Antriebsquelle über genug Schub verfügt, sodass der Zielkomet direkt zu erreichen wäre, gleicht die komplizierte Flugbahn der Mission einem kosmischen Planeten-Billard. Nach dem Start vom europäischen Weltraumbahnhof in Kourou wird die Mission mehrere so genannte Swing-By-Manöver ausführen. Dabei handelt es sich um nahe Vorbeiflüge an großen Himmelskörpern, die der Sonde zusätzlichen Schwung für ihre lange Reise verleihen.
Erst im Juli 2014 wird sich Rosetta voraussichtlich Tschurjumow-Gerasimenko nähern, einen Monat später, im August, schwenkt sie in eine Umlaufbahn um diesen ein. Auf dem Weg zu Tschurjumow-Gerasimenko soll zumindest ein Asteroid unterwegs besucht werden. Die Wahl wird jedoch erst nach dem Start getroffen, weil dann die dafür verfügbare Treibstoffmenge genauer bestimmbar ist.
Die Landung
Wenn Rosetta den Kometen erreicht, ist dieser etwa drei Astronomische Einheiten von der Sonne entfernt, also dreimal weiter als die Erde von der Sonne – oder 450 Millionen Kilometer. Mit der Vermessung und Kartierung des Kometen durch den Orbiter beginnt hier die eigentliche wissenschaftliche Mission. Ist ein Landeplatz für Philae gefunden, wird die Landeeinheit von der Rosetta-Sonde abgetrennt. Bei der Landung drückt eine Düse Philae gegen den Kometen, sodass ein Zurückprallen verhindert wird. Zusätzlich werden zwei Harpunen in den Kometen geschossen, mit denen sich Philae fest verankert. Der Orbiter umrundet den Kometen weiterhin in einem Abstand von ein bis zehn Kilometern auf einer elliptischen Umlaufbahn und untersucht den Eisbrocken auf seinem Weg zur Sonne.
Dazu verfügt der Orbiter über zwölf wissenschaftliche Instrumente zur Fernerkundung: Die Kameras und Spektrometer arbeiten dabei in einem breiten Bereich des elektromagnetischen Spektrums. Mit Massenspektrometern, Instrumenten zur Isotopenanalyse und Staubanalysatoren wird die Zusammensetzung von Staub und Gas erforscht. Ein Plasma-Detektor ermittelt die Wechselwirkung mit dem Sonnenwind.
Philae
Die Hauptaufgabe der Landeeinheit Philae ist die Vor-Ort-Analyse des Kometenmaterials. Philae soll insbesondere Element- und Isotopenverteilung, organische Moleküle sowie Minerale und Eise untersuchen. Aber auch der Struktur und Oberflächen-Beschaffenheit des Kometen soll Philae ihre Aufmerksamkeit schenken, denn bislang hat noch niemand den Kern eines Kometen aus nächster Nähe gesehen. Der Lander ist so konstruiert, dass er etwa sechs Monate lang die harten Umweltbedingungen auf der Kometenoberfläche aushalten kann. Mit etwas Glück bleibt er länger funktionsfähig, was für die Wissenschaftler ein enormer Gewinn wäre.
Dem Lander stehen insgesamt drei Instrumente zur Analyse der Kometenmaterie zur Verfügung, sowie vier für die Struktur-Analyse. Die Energie für die Experimente stammt unter anderem von Solarzellen, mit denen der Lander auf fast allen Seiten verkleidet ist. Außerdem führt Philae Primär- und Sekundärbatterien zum Zwischenspeichern der Energie mit. Die Übertragung der wissenschaftlichen Ergebnisse erfolgt per Funk über den Orbiter zur Erde.
Richtung Sonne
Lander und Orbiter fliegen fortan gemeinsam mit dem Kometen Richtung Sonne, um die mit der Erwärmung zunehmende Ausgasung und Staubentwicklung, die Bildung des Kometenschweifs, genauer zu untersuchen. Im August 2015 wird der sonnennächste Punkt (Perihel) der Kometenbahn erreicht. Zum Jahresende 2015 soll auch die Mission ihr Ende finden.
Verzögerung
Rosettas Start hätte eigentlich schon vor gut einem Jahr stattfinden sollen – und zwar zum Kometen Wirtanen. Wegen eines Fehlstarts der neuen Ariane-5-Rakete im Dezember 2002 und der sich hieraus ergebenden Überprüfung musste der Start jedoch damals verschoben werden. Wirtanen war nicht mehr zu erreichen, ein anderer Komet musste ausgewählt werden.
Sollte der Start nicht zu dem ersten möglichen Termin am 26. Februar um 8.36 Uhr MEZ erfolgen, so bleibt das Startfenster noch bis zum 24. März 2004 offen. In dieser Zeit gibt es mehrere mögliche Starttermine, mit denen der Zielkomet erreicht werden kann.
Kosten der Mission
Die ESA-Gesamtkosten für die Rosetta-Mission betragen rund 770 Millionen Euro. Dazu kommen die Kosten für den Lander und für nationale Beiträge zu den jeweiligen wissenschaftlichen Experimenten, sodass mit einem Gesamtvolumen von rund einer Milliarde Euro zu rechnen ist. Als wissenschaftlich und industriell wichtigste Nation der Rosetta-Mission trägt Deutschland einen Beitrag von 290 Millionen Euro.
Der Zeitplan in der Übersicht
Zeugen der Vergangenheit
Kometen gelten als die ältesten und ursprünglichsten Himmelskörper. Sie sind im Prinzip nichts anderes als riesige schmutzige Schneebälle aus Eis und unterschiedlichen gefrorenen Gasen, die mit staubartigen Partikeln vermischt sind. Ihre Zusammensetzung hat sich in den letzten 4,5 Milliarden Jahren nicht sehr verändert, sodass eine Analyse Aufschlüsse über das frühe Sonnensystem liefern kann.
Die Reise
Da Rosetta ihren Kometen möglichst weit draußen im Sonnensystem abfangen soll und keine verfügbare Antriebsquelle über genug Schub verfügt, sodass der Zielkomet direkt zu erreichen wäre, gleicht die komplizierte Flugbahn der Mission einem kosmischen Planeten-Billard. Nach dem Start vom europäischen Weltraumbahnhof in Kourou wird die Mission mehrere so genannte Swing-By-Manöver ausführen. Dabei handelt es sich um nahe Vorbeiflüge an großen Himmelskörpern, die der Sonde zusätzlichen Schwung für ihre lange Reise verleihen.
Erst im Juli 2014 wird sich Rosetta voraussichtlich Tschurjumow-Gerasimenko nähern, einen Monat später, im August, schwenkt sie in eine Umlaufbahn um diesen ein. Auf dem Weg zu Tschurjumow-Gerasimenko soll zumindest ein Asteroid unterwegs besucht werden. Die Wahl wird jedoch erst nach dem Start getroffen, weil dann die dafür verfügbare Treibstoffmenge genauer bestimmbar ist.
Die Landung
Wenn Rosetta den Kometen erreicht, ist dieser etwa drei Astronomische Einheiten von der Sonne entfernt, also dreimal weiter als die Erde von der Sonne – oder 450 Millionen Kilometer. Mit der Vermessung und Kartierung des Kometen durch den Orbiter beginnt hier die eigentliche wissenschaftliche Mission. Ist ein Landeplatz für Philae gefunden, wird die Landeeinheit von der Rosetta-Sonde abgetrennt. Bei der Landung drückt eine Düse Philae gegen den Kometen, sodass ein Zurückprallen verhindert wird. Zusätzlich werden zwei Harpunen in den Kometen geschossen, mit denen sich Philae fest verankert. Der Orbiter umrundet den Kometen weiterhin in einem Abstand von ein bis zehn Kilometern auf einer elliptischen Umlaufbahn und untersucht den Eisbrocken auf seinem Weg zur Sonne.
Dazu verfügt der Orbiter über zwölf wissenschaftliche Instrumente zur Fernerkundung: Die Kameras und Spektrometer arbeiten dabei in einem breiten Bereich des elektromagnetischen Spektrums. Mit Massenspektrometern, Instrumenten zur Isotopenanalyse und Staubanalysatoren wird die Zusammensetzung von Staub und Gas erforscht. Ein Plasma-Detektor ermittelt die Wechselwirkung mit dem Sonnenwind.
Philae
Die Hauptaufgabe der Landeeinheit Philae ist die Vor-Ort-Analyse des Kometenmaterials. Philae soll insbesondere Element- und Isotopenverteilung, organische Moleküle sowie Minerale und Eise untersuchen. Aber auch der Struktur und Oberflächen-Beschaffenheit des Kometen soll Philae ihre Aufmerksamkeit schenken, denn bislang hat noch niemand den Kern eines Kometen aus nächster Nähe gesehen. Der Lander ist so konstruiert, dass er etwa sechs Monate lang die harten Umweltbedingungen auf der Kometenoberfläche aushalten kann. Mit etwas Glück bleibt er länger funktionsfähig, was für die Wissenschaftler ein enormer Gewinn wäre.
Dem Lander stehen insgesamt drei Instrumente zur Analyse der Kometenmaterie zur Verfügung, sowie vier für die Struktur-Analyse. Die Energie für die Experimente stammt unter anderem von Solarzellen, mit denen der Lander auf fast allen Seiten verkleidet ist. Außerdem führt Philae Primär- und Sekundärbatterien zum Zwischenspeichern der Energie mit. Die Übertragung der wissenschaftlichen Ergebnisse erfolgt per Funk über den Orbiter zur Erde.
Richtung Sonne
Lander und Orbiter fliegen fortan gemeinsam mit dem Kometen Richtung Sonne, um die mit der Erwärmung zunehmende Ausgasung und Staubentwicklung, die Bildung des Kometenschweifs, genauer zu untersuchen. Im August 2015 wird der sonnennächste Punkt (Perihel) der Kometenbahn erreicht. Zum Jahresende 2015 soll auch die Mission ihr Ende finden.
Verzögerung
Rosettas Start hätte eigentlich schon vor gut einem Jahr stattfinden sollen – und zwar zum Kometen Wirtanen. Wegen eines Fehlstarts der neuen Ariane-5-Rakete im Dezember 2002 und der sich hieraus ergebenden Überprüfung musste der Start jedoch damals verschoben werden. Wirtanen war nicht mehr zu erreichen, ein anderer Komet musste ausgewählt werden.
Sollte der Start nicht zu dem ersten möglichen Termin am 26. Februar um 8.36 Uhr MEZ erfolgen, so bleibt das Startfenster noch bis zum 24. März 2004 offen. In dieser Zeit gibt es mehrere mögliche Starttermine, mit denen der Zielkomet erreicht werden kann.
Kosten der Mission
Die ESA-Gesamtkosten für die Rosetta-Mission betragen rund 770 Millionen Euro. Dazu kommen die Kosten für den Lander und für nationale Beiträge zu den jeweiligen wissenschaftlichen Experimenten, sodass mit einem Gesamtvolumen von rund einer Milliarde Euro zu rechnen ist. Als wissenschaftlich und industriell wichtigste Nation der Rosetta-Mission trägt Deutschland einen Beitrag von 290 Millionen Euro.
Der Zeitplan in der Übersicht
| 26. Februar 2004, 8:36 Uhr MEZ | Start |
| März 2005 | Erstes Swing-by-Manöver an Erde |
| März 2007 | Swing-by-Manöver an Mars |
| November 2007 | Zweites Swing-by-Manöver an Erde |
| November 2009 | Drittes Swing-by-Manöver an Erde |
| Juli 2011 | Sonde wird in "Winterschlaf" versetzt |
| Januar 2014 | Sonde wird aufgeweckt |
| Mai 2014 | Rendezvous-Manöver |
| August 2014 | Rosetta schwenkt in Umlaufbahn um Kometen und beginnt dessen Kartierung |
| November 2014 | Philae landet auf Kometen |
| August 2015 | Perihel-Passage |
| Dezember 2015 | Missionsende |
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