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ESA-Kometensonde «Rosetta» |
6. August 2014
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| Nach ihrer zehnjährigen Kometenjagd durch den Weltraum ist es der ESA-Sonde Rosetta heute als erstes Raumfahrzeug überhaupt gelungen, sich einem Kometen zu nähern. Dieses historische Ereignis läutet ein neues Zeitalter in der Exploration des Sonnensystems ein.
Der Komet 67P/Tschurjumow-Gerassimenko und Rosetta befinden sich derzeit in einer Entfernung von 405 Millionen km von der Erde, etwa auf halbem Weg zwischen den Umlaufbahnen des Jupiter und des Mars. Sie rasen mit einer Geschwindigkeit von nahezu 55'000 km/h auf das Innere des Sonnensystems zu. |
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Der Komet beschreibt einen elliptischen Orbit mit einer Umlaufzeit von 6,5 Jahren. An seinem sonnenfernsten Punkt geht er bis über Jupiter hinaus, an seinem sonnennächsten kehrt er zwischen die Umlaufbahnen von Mars und Erde zurück.
Rosetta wird ihn über ein Jahr lang auf seinem Vorbeiflug um die Sonne und jenseits des Jupiter begleiten.
Kometen werden als die ursprünglichen Bausteine des Sonnensystems betrachtet und haben wahrscheinlich dazu beigetragen, die Erde mit Wasser und vielleicht sogar den Grundbausteinen des Lebens zu versorgen. Diese rätselhaften Himmelskörper werfen jedoch noch viele grundlegende Fragen auf. Dank der umfassenden, am Objekt vorzunehmenden Studie des Kometen 67P/Tschurjumow-Gerassimenko soll Rosetta diese Geheimnisse lüften.
Die Reise zu ihrem Zielkometen war für Rosetta alles andere als ein "Direktflug. Seit ihrem Start im März 2004 ist die Sonde dreimal an der Erde und einmal am Mars vorbeigeflogen, um sich den nötigen Schwung für ihre Kometenbegegnung zu holen.
Diese komplexe Flugroute hat Rosetta ausserdem an den Asteroiden Steins und Lutetia vorbeigeführt und ihr gestattet, bislang einzigartige Aufnahmen und wissenschaftliche Daten von diesen beiden Objekten zu übermitteln.
"Nach einer Reise von zehn Jahren, fünf Monaten und vier Tagen, die uns fünf Mal um die Sonne geführt hat und auf der wir 6,4 Milliarden km zurückgelegt haben, freue ich mich endlich feststellen zu dürfen: "Wir sind da!, so Jean-Jacques Dordain, Generaldirektor der ESA.
"Europas Sonde Rosetta ist nunmehr das erste Raumfahrzeug der Geschichte, das sich einem Kometen annähert - ein Ereignis, das einen Höhepunkt bei der Erforschung der Ursprünge des Lebens markiert. Uns stehen völlig neue Entdeckungen bevor.
Heute absolvierte Rosetta das letzte von zehn im Mai begonnenen Annäherungsmanövern, bei denen Geschwindigkeit und Flugbahn der Sonde allmählich denen des Kometen angepasst wurden. Wäre eines dieser Manöver fehlgeschlagen, wäre die Mission gescheitert und Rosetta an dem Kometen einfach vorbeigeflogen.
"Der heutige Erfolg ist das Ergebnis eines gewaltigen internationalen Unterfangens, das sich über mehrere Jahrzehnte erstreckt hat, erklärt Alvaro Giménez, ESA-Direktor für Wissenschaft und robotische Exploration.
"Wir haben einen unwahrscheinlich weiten Weg zurückgelegt, seit das Missionskonzept in den späten 70er Jahren zum ersten Mal erörtert und dann 1993 genehmigt wurde. Jetzt endlich ist es soweit, dass wir diese Schatzkiste an wissenschaftlichen Erkenntnissen öffnen können, die dazu führen werden, dass die Lehrbücher über Kometen noch die nächsten Jahrzehnte neu verfasst werden müssen.
Schon während des Anflugs von Rosetta begann der Komet, nach und nach seine Persönlichkeit zu enthüllen. Von der OSIRIS-Kamera zwischen Ende April und Anfang Juni aufgenommene Bilder zeigten, dass seine Aktivität schwankte. Die Kometenkoma- eine ausgedehnte Hülle aus Gas und Staub - wurde im Laufe dieser sechswöchigen Beobachtung zunächst rasch heller und erstarb dann wieder.
Zur gleichen Zeit durch das Mikrowelleninstrument des Rosetta-Orbiters, MIRO, vorgenommene erste Messungen deuteten darauf hin, dass der Komet rund 300 ml Wasserdampf pro Sekunde an den Weltraum abgibt.
Inzwischen hat VIRTIS, das Abbildungsspektrometer für den UV-, sichtbaren und nahen Infrarotbereich, als Durchschnittstemperatur des Kometen -70 °C gemessen, was darauf schliessen lässt, dass seine Oberfläche zu grossen Teilen dunkel und staubig, und nicht etwa vollständig mit blankem Eis bedeckt ist, wie zunächst angenommen.
Aus einer Entfernung von rund 12 000 km aufgenommene spektakuläre Bilder zeigten, dass der Kometenkern aus zwei durch ein Art "Nacken verbundenen Teilen besteht, was ihm ein entenähnliches Aussehen verleiht. Nachfolgende Aufnahmen enthüllten weitere Details. Das Bild mit der bislang höchsten Auflösung wurde heute Morgen zur Erde gefunkt und soll am Nachmittag zur Verfügung gestellt werden.
"Die ersten deutlichen Ansichten des Kometen haben eine Menge Fragen aufgeworfen, kommentiert Matt Taylor, Projektwissenschaftler der ESA.
"Sind hier ursprünglich zwei Kometen irgendwann in der Geschichte des Sonnensystems zusammengewachsen, oder handelt es sich bei dieser zweilappigen Struktur um einen einzigen Kometen, den die Zeit einer dramatischen und asymmetrischen Erosion unterworfen hat? Rosetta ist da im wahrsten Sinne des Wortes am besten platziert, um dieses einzigartige Gebilde zu untersuchen.
Inzwischen ist Rosetta nur noch 100 km von der Oberfläche des Kometen entfernt, wird sich ihm in den nächsten sechs Wochen aber über zwei Dreiecksbahnen, zunächst in 100 km und dann in 50 km Entfernung, weiter annähern.
Andere auf der Sonde mitgeführte Instrumente werden detaillierte wissenschaftliche Untersuchungen des Kometen vornehmen und auf seiner Oberfläche einen geeigneten Landeplatz für das Landegerät Philae ausmachen.
Schliesslich wird Rosetta versuchen, auf einen nahezu kreisförmigen Orbit in nur 30 km Entfernung zu gelangen, bzw. sich sogar, wenn die Kometenaktivität dies gestattet, noch mehr anzunähern.
"Die Ankunft beim Kometen ist eigentlich erst der Anfang eines noch viel grösseren Abenteuers, bei dem mit jedem Schritt neue Herausforderungen auf uns zukommen werden, wenn es daran geht, uns in dieser bislang nicht kartografierten Umgebung zurechtzufinden, auf eine Umlaufbahn um den Kometen einzuschwenken und schliesslich auf seiner Oberfläche zu landen, erklärt der Rosetta-Flugbetriebsleiter der ESA, Sylvain Lodiot.
Bis Ende August sollen fünf mögliche Landeplätze ermittelt und Mitte September dann die bevorzugte Stelle ausgewählt werden. Der genaue Zeitpunkt für das Absetzen von Philae, das gegenwärtig für den 11. November geplant ist, soll bis Mitte Oktober bestätigt werden.
"Neben der Charakterisierung des Kometenkerns und der Festlegung der Ziele für die anschliessende Missionsphase werden wir uns in den nächsten Monaten auf eine weitere Premiere in der Geschichte der Raumfahrt vorbereiten - die Landung auf einem Kometen, freut sich Matt.
"Nach der Landung wird Rosetta den Kometen, der im August 2015 seine sonnennächste Position erreichen wird, weiter begleiten und ihn aus allernächster Nähe beobachten, um uns einzigartige Einblicke zu liefern und uns zeitnah daran teilnehmen zu lassen, wie sich ein um die Sonne rasender Komet verhält.
Über die ESA
Die Europäische Weltraumorganisation (ESA), Europas Tor zum Weltraum, ist eine 1975 gegründete zwischenstaatliche Organisation, deren Aufgabe darin besteht, europäische Raumfahrtkapazitäten zu entwickeln und sicherzustellen, dass die Investitionen in die Raumfahrt den Bürgern in Europa und anderswo zugutekommen.
Die ESA hat 20 Mitgliedstaaten: Belgien, Dänemark, Deutschland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Italien, Luxemburg, die Niederlande, Norwegen, Österreich, Polen, Portugal, Rumänien, Schweden, die Schweiz, Spanien, die Tschechische Republik und das Vereinigte Königreich. Davon sind 18 auch Mitgliedstaaten der EU.
Im Rahmen von Kooperationsabkommen unterhält die ESA Beziehungen zu acht anderen EU-Mitgliedstaaten. Auch Kanada nimmt im Rahmen eines Kooperationsabkommens an bestimmten ESA-Programmen teil.
Darüber hinaus arbeitet die ESA mit der EU zusammen, um die Programme Galileo und Copernicus zu verwirklichen.
Dank der Koordinierung der Finanzressourcen und Kompetenzen ihrer Mitgliedstaaten kann die ESA Programme und Tätigkeiten durchführen, die weit über die Möglichkeiten eines einzelnen europäischen Landes hinausgehen.
Die ESA entwickelt Raumfahrzeugträger, Satelliten und Bodenanlagen, um sicherzustellen, dass Europa bei Raumfahrtvorhaben weltweit an der Spitze bleibt.
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| Quelle:
Text ESA, 6. August 2014 |
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| Rosetta: Noch 100 Kilometer bis zum «Touchdown» |
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Die Raumsonde Rosetta nähert sich heute auf 100 Kilometer ihrem Zielkometen «Chury» an. Nach zehn Jahren Reise kann sie mit dem Berner Instrument ROSINA bald die ersten Moleküle aus dem Gasschweif des Kometen «riechen».
«Wir haben die Umlaufbahn des Kometen Chury um die Sonne erreicht», sagt Kathrin Altwegg vom Center for Space and Habitability (CSH) der Universität Bern. Altwegg ist Projektleiterin des Instruments ROSINA, das am CSH entwickelt wurde und die Gase des Kometen untersuchen soll.
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| ROSINA («Rosetta Orbiter Spectrometer for Ion and Neutral Analysis») besteht aus zwei Massenspektrometern und einem Drucksensor und soll unter anderem die Frage beantworten, ob Kometen Wasser und organische Moleküle auf die Erde gebracht haben. Organische Moleküle dienten als Grundbausteine für die Entwicklung von Leben auf der Erde.
Auf der Umlaufbahn des Kometen Churyumov-Gerasimenko wird Rosetta abgebremst, da sie sonst an ihrem Ziel vorbeischiessen würde. Ihre Relativgeschwindigkeit zum Kometen beträgt nun weniger als einen Meter pro Sekunde. «Das sind unter drei Kilometer pro Stunde, sie ist also langsamer unterwegs als ein Fussgänger», sagt Annette Jäckel, wissenschaftliche Mitarbeiterin im ROSINA-Projekt. Rosetta wird nun für längere Zeit über dem Kometen auf der Sonnenseite fliegen. |
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«Für die nächsten zwei Wochen schauen wir uns den Kometen aus einer Distanz von 100 Kilometern an», sagt Jäckel. «Das entspricht Eiger, Mönch und Jungfrau von Zürich aus gesehen.» Dann nähert sich Rosetta auf eine Distanz von 50 Kilometern - was einer Distanz von Bern aus entspricht - bis sie Anfang September in eine gebundene Umlaufbahn um den Kometen einbiegen wird, was einer Distanz von 30 Kilometern oder Thun entspricht.
Auf der Suche nach einem Landeplatz
Rosettas erstes Ziel in dieser Phase ist es, den Kometen dreidimensional zu vermessen und einen Landeplatz für das Landemodul «Philae» zu finden, das im November auf dem Kometen aufsetzen wird. Für die Vermessung kommt Rosettas hochauflösende Kamera OSIRIS zum Einsatz. Ebenfalls mit Berner Beteiligung: OSIRIS wurde von Nicolas Thomas vom CSH mitentwickelt. «Die Bilder zeigten bereits, dass der Komet eine aussergewöhnliche, zweigeteilte Form hat. Ausserdem sehen wir Hinweise auf einzelne Eisflächen und auf ein Ausgasen der Oberfläche», sagt Thomas.
Der Landeplatz soll auf der Sommerhalbkugel des Kometen liegen, damit das Landemodul seine Batterien aufladen kann, sodann darf es nicht zu viele Löcher und Steine geben, ebenso keine Krater. «Auch nicht zu viel Gas, damit das Landemodul nicht weggeblasen wird - und das zu prüfen, ist wiederum eine Aufgabe für ROSINA», sagt Jäckel. ROSINA hat bereits während der Reise zum Kometen Messungen vorgenommen und funktioniert laut ihrem «Betreuer-Team» gut. «Mit grosser Wahrscheinlichkeit können wir spätestens Mitte August bereits die ersten kometären Moleküle messen», freut sich Jäckel. «Jetzt geht es definitiv los!»
Das Berner Team hat viel zu tun: Es gilt in den nächsten Wochen und Monaten die Messungen von ROSINA gemäss den wissenschaftlichen Vorgaben vorzubereiten und zu testen,sowie die bereits erhaltenen Messdaten auszuwerten.
Die Untersuchungen des Berner Teams
ROSINA (das Rosetta Orbiter Spektrometer für Ionen- und Neutralgas-Analyse) ist eines der Schlüsselexperimente der Rosetta-Mission. Die beiden Massenspektrometer und der Drucksensor bestimmen unter anderem die molekulare Zusammensetzung der Koma, der Gasschicht um den Kometenkern, sowie die Temperatur und Geschwindigkeit des Gases. Dies gibt Aufschlüsse über den Ursprung von Kometen und damit auch auf den Ursprung unseres Sonnensystems.
OSIRIS ist das wichtigste bildgebende System von Rosetta und besteht aus einer Weitwinkel- und einer Engwinkelkamera mit gemeinsamer Steuerung. Es ermöglicht hochauflösende Bilder vom Kometenkern und der Koma, die vom CSH gemeinsam mit einem internationalen Team ausgewertet werden.
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| Quelle:
Text Universität Bern, 6. August 2014 |
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