Rosetta - ein Satellit auf der Suche nach der Urmaterie
Friedrichshafen, 20 November 2001
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Astrium-Sonde reist an den Rand des Sonnensystems
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Mini-Labor geht auf einem "Schneeball" vor Anker
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DLR übergibt Rosetta-Lander an die Weltraumagentur ESA
Im Januar des Jahres 2003 soll sich die vom europäischen Raumfahrtkonzern Astrium, Friedrichshafen, gebaute Raumsonde Rosetta auf die Suche nach der Urmaterie begeben. Mit der Europarakete Ariane 5 wird sie zu ihrem langen Flug zum Kometen "Wirtanen" starten. Rund ein Jahr lang soll sie den Schweifstern in einem Abstand von einem Kilometer umkreisen und ihn detailliert untersuchen. Gleichzeitig wird ein Mini-Labor auf der Oberfläche landen, um Bodenproben zu entnehmen und zu analysieren. Der Rosetta-Lander wurde jetzt vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) fertiggestellt und an die europäische Weltraumorganisation ESA übergeben.
Astrium setzt gegenwärtig als industrieller Hauptauftragnehmer die anspruchsvolle Rosetta-Mission für die ESA in die Tat um. Nicht nur der Lander, sondern auch der Satellit ist fertiggestellt. Während die Sonde in diesen Tagen von Turin aus seine Reise zum Esa-Technikzentrum ESTEC in Noordwijk/Niederlande antreten wird, geht der Lander von Ottobrunn auf Reisen, wo er bei der IABG eine erste Serie von Tests durchlaufen hatte. Bei der ESTEC werden Sonde und Lander vereint und umfangreichen Umwelttests unterzogen, bei denen die Bedingungen beim Start und im Weltraum simuliert werden. Diese Überprüfungsphase wird bis Mitte kommenden Jahres dauern. Auch an Roland ist Astrium beteiligt. Sie leistet Unterstützung bei Systemtechnik, Qualitätssicherung, Tests und bei den anspruchsvollen Landebeinen.
Rosettas Schlingerkurs durchs Planetensystem
Rosetta ist die dritte von vier großen Wissenschaftsmissionen der Europäischen Weltraumbehörde Esa. Sie gehört technisch zum Schwierigsten, was heute möglich ist, und wird Europas Spitzenstellung in der Kometenforschung, die mit dem Vorbeiflug der Giotto-Sonde am Halleyschen Kometen im Jahre 1986 erobert wurde, weiter ausbauen.
Bereits die Flugroute erfordert neue technische Lösungen. Selbst der Schub der mächtigen Ariane 5 reicht nicht aus, um Rosetta auf direktem Wege zum Kometen zu schicken. Vielmehr muss die Sonde in den Schwerkraftfeldern von Mars und Erde dreimal Schwung holen, um auf den richtigen Kurs zu gelangen. Nach der bisherigen Planung wird dies im Jahre 2005 an Mars und Erde und 2008 erneut an der Erde geschehen. Erst bei diesem dritten "Swing-by-Manöver" wird Rosetta in die Außenbereiche des Planetensystems geschleudert, wo sich der Komet "Wirtanen" dann befindet.
In den Phasen zwischen diesen Ereignissen wird Rosetta weitgehend auf sich selbst gestellt sein. Aus diesem Grunde ist das sogenannte Avionics-Paket, das ebenfalls von der Astrium geliefert wird, der technisch aufwändigste Teil. Es beinhaltet die Entwicklung einer Software für die Computer an Bord sowie die Lageregelung des Satelliten. "Gehirn und Körper" von Rosetta müssen fehlerfrei und in weiten Teilen selbständig handeln können. Der größte Einzelposten im Industrieauftrag ist die Instrumentenplattform, die ebenfalls unter der Verantwortung von Astrium steht.
Die Asteroiden Otawara und Siwa
Bevor Rosetta jedoch den Kometen erreicht, wird sie an zwei Asteroiden vorbeifliegen: im Jahre 2006, in einem Abstand von 750 Kilometern an Otawara und 2008, nach der zweiten Erdpassage, in 1600 Kilometer Entfernung an Siwa. Asteroiden sind Felsbrocken, die hauptsächlich im Bereich zwischen Mars und Jupiter die Sonne umkreisen. Vermutlich handelt es sich um Bausteine zu einem Planeten, der sich im Anziehungsbereich des mächtigen Jupiter nicht bilden konnte. Man nennt diese Körper deshalb auch Planetoiden oder Kleinplaneten. Über sie ist noch wenig bekannt, sodass sich die Astronomen von den Rosetta-Daten wertvolle Aufschlüsse über deren Zusammensetzung und Entstehung erhoffen.
Der Komet Wirtanen
Im Frühjahr 2011 wird dann das Rendezvous-Manöver mit Komet Wirtanen eingeleitet, und im Frühjahr 2012, also über neun Jahre nach dem Start, ist das Ziel erreicht. Dann beginnt der spannendste Teil des Unternehmens. Wirtanen ist zu dieser Zeit fast 600 Millionen Kilometer von der Erde und 750 Millionen Kilometer von der Sonne entfernt. Hier, in der eisigen Kälte des Weltraums, ist der Komet noch nicht aktiv, das heißt er gibt kein Gas ab, das eine Hülle (Koma) oder einen Schweif ausbilden könnte.
In dieser Zeit fotografiert Rosetta die Oberfläche aus rund einem Kilometer Entfernung. Erstmals werden die Forscher - und natürlich auch die Öffentlichkeit - die Oberfläche eines Kometen genau sehen können. Details bis zu einem Meter Größe sollen noch erkennbar sein. Die Kamera entstand im Max-Planck-Institut für Aeronomie in Katlenburg/Lindau. Dort sitzen die Experten, die bereits die erfolgreiche Giotto-Kamera gebaut haben.
Gleichzeitig werden Spektrometer die Oberfläche in verschiedenen Farbbereichen bis zum Infraroten hin abscannen. Aus diesen Daten lässt sich die mineralische und chemische Zusammensetzung des Oberflächenmaterials ermitteln. Vermutlich muss man sich die Oberfläche wie eine schmutzige, verharschte Eiswüste vorstellen. Auf dem Halleyschen Kometen machte man lange Schluchten, weite Krater und bis zu 900 Meter hohe Hügel aus. Ob Wirtanen ähnlich aussieht, weiß niemand.
Mit der deutschen Kamera wird man auch nach einem möglichst ebenen Terrain suchen, denn einige Zeit nach dem Erreichen des Kometen setzt Rosetta ein Landegerät auf die Oberfläche ab. Ursprünglich waren zwei Lander vorgesehen. Einer, genannt Champollion, sollte gemeinsam von Franzosen und Amerikanern gebaut werden, der andere, Roland (Rosetta Lander), war als rein deutsches Projekt geplant. Nach dem Entschluss der Amerikaner, ihren Anteil zurückzuziehen, bauten nun Deutsche und Franzosen gemeinsam dieses Mini-Labor.
Das etwa 1 x 1 x 1 Meter große Gerät muss sanft auf der Oberfläche niedergehen und dort verankert werden. Der Grund ist die äußerst geringe Schwerkraft des nur wenige Kilometer großen Kometen. Seine Anziehungskraft ist so gering, dass bereits eine Münze, die man dort hochschnipsen würde, auf Nimmerwiedersehen im All verschwände. So wird der rund 100 Kilogramm schwere Roland auf Wirtanen nur etwa drei Gramm wiegen! Im Landeanflug wird Roland seine drei "Beine" (Standradius 2,8 Meter) ausfahren. An deren Enden sitzen kleine Eisbohrer, die den Lander sofort auf Wirtanen festsetzen sollen, bevor dann Harpunen in die Wirtanen-Oberfläche geschossen werden. Über Seilwinden wird Roland dann endgültig festgezurrt.
Das Landegerät hat eine Reihe aufwendiger Instrumente für die Analyse der Bodenproben an Bord. Außerdem wird eine Kamera Panoramabilder schießen. Sie entstand in Zusammenarbeit des Instituts für Planetenerkundung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt in Berlin mit französischen Forschern. Es ist sogar geplant, eine Mikrokamera in ein Bohrloch abzusenken, um den Aufbau der Kometenkruste zu ermitteln.
Während Rosetta weiter seine Kreise um den Kometen zieht, nähert sich dieser auf seiner Bahn immer weiter der Sonne. Wirtanen erwacht aus seiner Eisesstarre und beginnt sich aufzuheizen. Gase verdampfen von der Oberfläche und aus seinem Innern. Sie reißen auch Staubteilchen mit, und so bildet Wirtanen eine Koma und einen Schweif aus. Nun werden die insgesamt 13 Messgeräte an Bord von Rosetta Gas und Staub untersuchen. Rund ein Jahr nach der Ankunft der Sonde erreicht Komet Wirtanen seinen sonnennächsten Punkt auf der Umlaufbahn, wo er am aktivsten ist. Kurz danach ist die Satellitenmission beendet. Wirtanen zieht sich wieder in die äußeren, eisigen Bereiche des Planetensystems zurück.
Die Forscher haben somit erstmals die Möglichkeit, "live" zu verfolgen, wie sich die Kometenoberfläche im Laufe der "Jahreszeiten" verändert. Auf den Giotto-Aufnahmen konnte man bereits erkennen, dass offenbar aus Spalten in der Oberfläche gewaltige Gasfontänen, sogenannte Jets, herausschießen. Rosetta wird uns diesen Vorgang wesentlich genauer vor Augen führen und noch weitere Rätsel lösen, die den Kometen umgeben.
Kometen - urzeitliche Archive
Für die Forscher werden die Messdaten von unschätzbarem Wert sein, denn sie bohren mit ihren Lander-Instrumenten quasi ein Archiv an, das Material aus der Entstehungszeit des Sonnensystems unverändert konserviert hat. Auf keinem anderen Himmelskörper - ausgenommen eventuell einigen Asteroiden - findet man noch Urmaterie. Auf der Erde und ebenso auf den anderen Planeten ist das Ausgangsmaterial, aus dem sich die Planeten formten, im Laufe der vergangenen 4,6 Milliarden Jahre ständig verändert worden. Chemische, geologische und biologische Prozesse haben Atmosphäre und Gestein umgewandelt und jegliche Informationen aus der Urzeit vernichtet.
Kometen hingegen sind so klein, dass es keine geologischen Prozesse, wie Erosion oder Plattentektonik, gibt. Vermutlich gibt es Milliarden von Kometenkernen, die sich weit außerhalb der Plutobahn langsam um die Sonne bewegen. Nur wenn einmal einer von ihnen ins innere Sonnensystem vordringt, erwärmt er sich so weit, das Gas von ihm verdampft und er als Schweifstern am Himmel erscheint.
Kometen verbringen also den überwiegenden Teil ihres Lebens in den äußeren Bereichen des Sonnensystems, wo die Temperaturen bis nahe an den absoluten Nullpunkt absinken. Die Kometen sind "kosmische Tiefkühltruhen", in der die Materie in Starre verfällt. Die Forscher hoffen deshalb, mit Rosetta die chemische Zusammensetzung des Urnebels ermitteln zu können, um so weiter zu ergründen, wie unser Sonnensystem, und mit ihm die Erde, entstanden ist. Rosetta sucht nach den Wurzeln unserer eigenen Existenz.
Der Name Rosetta
Hieraus erklärt sich auch der Name der Sonde. Er bezieht sich auf den "Stein von Rosetta", einen ägyptischen Inschriftenstein, den ein Soldat der Napoleonischen Armee 1799 nahe der ägyptischen Stadt Rosetta entdeckte. Dem französischen Gelehrten Jean-François Champollion gelang es anhand der Inschriften auf diesem Stein, die ägyptischen Hieroglyphen zu entziffern. Das half den Historikern, den Weg zu unseren kulturellen Wurzeln zu entziffern.
Europas führende Raumfahrtfirma Astrium ist ein Gemeinschaftsunternehmen, das zu 75 Prozent der EADS European Aeronautic Defence and Space Company und zu 25 Prozent BAE SYSTEMS gehört. Es hat 8.000 Mitarbeiter in Frankreich, Deutschland, Großbritannien und Spanien. 2000 erzielte die Astrium auf den Gebieten Wissenschaft und Erdbeobachtung, Telekommunikation, Navigation, Bodenstationen, Militärische Programme, Trägerraketen und Raumfahrt-Infrastruktur einen Jahresumsatz von 2,03 Milliarden Euro.
Friedrichshafen/Ottobrunn, 20. November 2001/01022
Ihr Ansprechpartner:
Astrium GmbH
Erdbeobachtung & Wissenschaft
Mathias Pikelj
E-mail: presse-eo@astrium-space.com
Internet: http://www.astrium-space.com
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