Am Mittwoch findet eines der spektakulärsten Weltraumexperimente seit der Mondlandung statt: Die Sonde „Rosetta“ soll ein Landemodul auf dem Kometen „Tschury“ absetzen. Vielleicht wird dabei das Geheimnis, wie Leben auf die Erde kam, entschlüsselt.
Projekt von 17 Nationen
Die Nervosität steigt in den Kontrollzentren und Instituten in Europa und der übrigen Welt: Nach zwanzig Jahren Forschung und zehn Jahren Flug durchs All soll die Raumsonde „Rosetta“ ihren Lander „Philae“ auf dem Kometen Tschurjumow-Gerasimenko (kurz „Tschury“ genannt) absetzen.
Es ist das erste Mal, dass in der Weltraumerforschung ein Messgerät auf einem „fliegenden“ Kometen landen soll. Das einzigartige Experiment der Europäischen Raumfahrtbehörde ESA kostet 1,5 Milliarden Franken und dauert noch bis Ende 2015. Am Programm beteiligen sich 17 Nationen. Auch die Schweiz forscht tatkräftig bei der Erkundung von „Tschury“ mit, stammt doch „Rosina“, eine der wichtigsten Instrumentengruppe auf dem Lander, vom Albert-Einstein-Institut der Universität Bern. „Rosina“ enthält zwei Massenspektrometer und einen Drucksensor.
Kometenwasser und Aminosäuren
Mit entsprechenden Messeinrichtungen sollen sowohl die den Kometenkern umgebende Nebelhülle (Koma) wie auch die Zusammensetzung der Kometenmasse untersucht werden. Viele dieser Himmelskörper stammen aus der Entstehungszeit unseres Sonnensystems und bewahren kostbare Informationen in einer Art „Kühltruhe“, die bis 4,6 Milliarden Jahre zurückreichen.
Die Substanz solcher Kometen besteht vorwiegend aus Staub, Eis und organischen Molekülen und stammt aus fernen Zonen des Sonnensystems. Zu jener Zeit soll unsere Erde während Millionen von Jahren von Kometen und Asteroiden regelrecht bombardiert worden sein. Möglicherweise hat sie bei Kollisionen mit diesen Brocken Materien erhalten, die Leben bei uns erst möglich machten. Bei dem Forschungsprojekt geht es auch um die Frage, ob Kometen allenfalls Wasser oder Aminosäuren – welche zum Aufbau von Erbmaterial nötig sind – auf unseren Planeten geschleudert haben.
Swing-by und Winterschlaf
Die drei Tonnen schwere „Rosetta“ hat seit ihrem Start im März 2004 eine Strecke von sechs Milliarden Kilometern zurückgelegt und ist jetzt 512 Millionen Kilometer von der Erde entfernt. Da keine Rakete eine Fracht auf derartige Distanzen bringen kann, benutzten die Ingenieure eine „Schwungrad“ (Swing-by)-Technik: Nach dem Start wurde „Rosetta“ zuerst zweimal um die Erde, dann um den Mars und erneut um die Erde geschickt, so dass die jeweiligen Anziehungskräfte dieser Himmelskörper der Sonde weiteren Schwung und höhere Geschwindigkeit verliehen.
Die Entfernung von der Sonne schwankte bei diesen Umkreisungen zwischen 20’000 und 400’000 Kilometern. Zwischendurch waren bei den entferntesten Punkten die Temperaturen so tief und das Sonnenlicht derart schwach, dass während 31 Monaten alle Systeme zur Schonung der Energiereserven in einen Winterschlaf versetzt wurden.
Versuchskaninchen „Casymir“
Professor Kathrin Altweg, Projektleiterin an der Universität Bern, erinnert sich an die kritischen Momente, als es darum ging, die Apparaturen wieder zum Leben zu erwecken: „Sollte sich ‚Rosetta’ nicht mehr melden, gehen 20 Jahre Forschungsarbeit bachab“. Die Sonde meldete sich nach bangem Warten mit 30-minütiger Verspätung dann doch noch; der überlastete Arbeitsspeicher des Rechners musste zuerst neu hochgefahren werden…
Da man mehrere Steuerungs- und Korrekturvorgänge vorgängig erproben wollte, wurden am Institut der Universität Bern - mit Hilfe von Zwillingsinstrumenten – alle Änderungen und Befehle vorerst simuliert und ausgetestet. Dazu wurde ein künstlicher Komet Namens „Casymir“ konstruiert, eine Vakuumkammer, die – wie man von früheren Experimenten wusste – ähnliche Gase verströmt, wie sie Kometen bei der Annäherung an die Sonne abgeben.
Entschlüsselung wie nach Hieroglyphen
Wie kommt der Komet zu seinem zungenbrecherischen Namen, den sich kaum jemand merken kann und den selbst Wissenschafter mit dem Kürzel „67P/T-G“ kennzeichnen?
Der Himmelskörper, auch mal als „schmutziger Schneeball“ umschrieben, wurde im September 1969 am Astrophysischen Institut Almaty in Kasachstan vom Astronomen Klim Tschurjumow von der Universität Kiew (Ukraine) auf der Suche nach einem anderen Kometen auf Fotoplatten entdeckt, die seine Kollegin Svetlana Gerasimenko vom Institut für Astrophysik in Duschanbe (Tadschikistan) aufgenommen hatte. „Tschury“ gehört zu den periodischen Kometen, die sich im inneren Sonnensystem „verfangen“ haben, nachdem sie dem Jupiter zu nahe gekommen sind. „67P/T-G“ hat eine Umlaufzeit von 6 Jahren und 203 Tagen.
„Rosetta“ und „Philae“ haben – wie fast alle Weltraumfähren – Namen mit symbolischem und geschichtlichem Hintergrund: In der ägyptischen Stadt Rosette wurde seinerzeit jener Stein und auf der Nilinsel Philae jener Obelisk gefunden, welche nach den zweisprachigen Königsnamen Ptolemäus und Kleopatra die Hieroglyphen entziffern halfen. So erhofft man sich, dank „Rosetta“ und „Philae“ ebenso Formeln für Leben draussen im weiten Weltall entschlüsseln zu können.
Landeplatz Agilkia: „Ein sonniger Ort"
Zwischen Mai und August 2014 wurde mit mehreren Bremsmanövern die Geschwindigkeit von „Rosetta“ Schritt für Schritt verringert – die Sonde näherte sich auf bloss noch eine halbe Million Kilometer „Tschury“. Später überholte sie den Himmelsbrocken und wurde 100 Kilometer vor ihm gestoppt. Nun war schon die Gravitationskraft des Kometen spürbar, und die Techniker mussten genau Masse und Schwerpunktlage für „Rosetta“ eruieren. Anfang September wurde die Sonde in einen elliptischen Orbit vorerst in 30, dann in 10 Kilometer Höhe gelenkt. So wurde eine genaue Kartografisierung des Kometen möglich, um zwei geeignete Landeplätze ausfindig zu machen. Die ESA hofft, den optimalen Platz gefunden zu haben: „Er ist ein sonniger Ort auf dem Kometenkopf in einer abwechslungsreichen, aber nicht zu sehr zerklüfteten Landschaft und kaum steilen Hängen mit durchschnittlich sieben Sonnenstunden pro Kometentag, die dafür sorgen, dass sich die Batterien des Landers immer wieder aufladen“.
Nach wie vor hat der Landeplatz aber noch viele Unbekannte: „Noch wissen wir nicht, ob die Oberfläche aus spitzen Eiskristallen oder dünenartigem weichem Material besteht“, sorgt sich ein ESA-Spezialist. Ein rotierender Kreisel im Landegerät wird dafür sorgen, dass das Dreibein-Landestativ immer nach unten schaut und „Philae“ nicht Kopf voran landet.
Der vorgesehene Landeplatz wurde – in Anlehnung an den Namen einer weiteren Nilinsel – „Agilkia“ getauft. Anlässlich eines internationalen Wettbewerbs hatte die Jury aus 8300 Vorschlägen die Qual der Wahl...
Drei Gefahren
Die Landung soll am Mittwoch (12. November) erfolgen: um 10.03 Uhr wird der Lander in einer Höhe von 22,5 Kilometer abgetrennt und um zirka 16.30 Uhr soll die historische Landung auf „Tschurmujow-Gerasimenko“ stattfinden. „Es gibt drei Gefahren eines Scheiterns“, erklärt uns Prof. Willy Benz vom Berner Albert-Einstien-Institut: “Der Lander verfehlt den Kometen; wegen mangelnder Anziehungskraft wird er ins All zurückgestossen; oder er kippt bei der Landung wegen eines Objekts am Boden – ein Stein oder Fels“. „Philae“ wird sich deshalb, kaum gelandet, sofort mit zwei Harpunen im Kometengrund verankern.
„Das wird eine fantastische Mission. Das ist unvorstellbar, auf einem Kometen auch noch ein vollständiges Labor zu platzieren. Das ist ein Meilenstein in der Kometenforschung," sagt Dr. Holger Sierks vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung in Göttingen.
Das ganze Landemanöver der „Rosetta“-Expedition kann am Mittwoch 12.11. auf www.esa.int/rosetta verfolgt werden. Der Beginn des Landemanövers ist für 10.03 MEZ vorgesehen und dürfte rund 7 Stunden dauern. Da die Signalübertragung vom Orbiter zur Erde rund 30 Minuten dauert, dürften die ersten Bilder um ca. 17 Uhr eintreffen.