Von Cornelia Pretzer, Darmstadt
Ariane hebt ab, Rosetta ist auf dem Weg
02. März 2004 „Rosetta“ ist endlich auf dem Weg. Nach mehreren Anläufen ist die Kometen-Mission der europäischen Raumfahrtbehörde Esa vom Weltraumbahnhof auf Kourou in Französisch-Guyana um 8.17 Uhr MEZ bei gutem Wetter gestartet. Der erste Start war am Donnerstag wegen starker Winde abgeblasen worden, am Freitag hatte sich nach dem Betanken mit flüssigem Sauer- und Wasserstoff ein Stückchen Isolierung gelöst, das die Esa vor dem Start wieder anbringen mußte.
Nach dem Start meisterte die Sonde das erste Manöver problemlos: Die Ariane-5-Rakete brachte nach dem Start um 8.18 Uhr MEZ die Sonde in eine sogenannte ballistische Bahn. Dabei hob die Ariane in einer elliptischen Bahn ab und wendete sich wegen der Schwerkraft in einer Höhe von 2000 Kilometern wieder in Richtung Erde. In einer Höhe von gut 523 Kilometern zündete die Endstufe wie geplant und brachte die Sonde auf den richtigen Weg. Trotz des Risikos eines Wiedereintritts in die Erdatmosphäre, bei dem die Sonde verglüht wäre, wählten die Wissenschaftler der Esa erstmals dieses Manöver, weil es Sprit sparte und die Sonde Schwung für ihren langen Flug zum Kometen 67P/Tschurjumow-Gerasimenko. Markus Landgraf, Missionsanalytiker bei der Esa, schätzt, daß Rosetta bei einem direkten Kurs statt drei Tonnen Startgewicht wegen des höheren Treibstoffbedarfs etwa vier auf die Waage gebracht hätte. Und mehr Gewicht heißt in der Raumfahrt immer mehr Kosten.
Erleichterung bei der Esa
Über den geglückten Start waren die Esa-Mitarbeiter erleichtert. Vor allem, weil der Start von „Rosetta“ in vielen Erinnerungen an den Fehlschlag des Ariane-5-Starts im Jahr 2002 wachrief, nach dem der Mission der Komet „Wirtanen“ vor der Nase wegflog, und außer den technischen Verbesserungen an der Ariane-Rakete auch ein neuer Komet gewählt werden mußte. Deshalb war die Esa mit den Startbedingungen für „Rosetta“ auch besonders vorsichtig. „Das ist ein sehr, sehr gutes Gefühl“, freute sich Flugdirektor Manfred Warlaut dementsprechend im Darmstädter Kontrollzentrum Esoc.
Der geglückte Start mit der Ariane-5plus-Rakete ist für „Rosetta“ aber nur ein kleiner Schritt auf dem langen Weg zum Kometen Tschurjumow-Gerasimenko. Denn die 2,8 Meter hohe Aluminiumkiste muß sich nach dem ersten Manöver in mehreren Schleifen und Wendungen auf einem Weg von sieben Milliarden Kilometern zu dem im Moment 680 Millionen Kilometer entfernten Kometen schrauben. Dieser Weg ist zehn mal länger als der Weg der Marssonde „Mars Express“ zum Roten Planeten. Denn nicht nur beim Startmanöver nutzt sie die Schwerkraft der Erde. Auch auf dem weiteren Weg spart sie Treibstoff, indem sie mit Manövern, die als „Planeten-Schleuder“ bezeichnet werden können, an Erde und Mars Schwung holt, bis sie 2014 bei dem Kometen eintrifft. Und das, obwohl mehr als die Hälfte der drei Tonnen Startgewicht für Treibstoff vorgesehen sind. Für den Antrieb wählte die Esa, wie Evert Dudok, Direktor für Erdbeobachtung der Esa, sagt, keine Kernreaktoren mehr, sondern „Rosetta“ fliegt mit optimierten Sonnensegeln, die auf 64 Quadratmetern in Sonnenferne immer noch 450 Watt erzeugt. „Das genügt für den Modus, in dem „Rosetta“ ein großes Stück Wegs zurücklegt. Viele Instrumente sind dabei ausgeschaltet“, sagte Dudok, „und Rosetta ist auf der Reise zum Teil sehr nah an der Sonne, zum Teil sehr weit entfernt.“
Den Kometen einfangen und reiten
Und erst, wenn sie mit genau der richtigen Geschwindigkeit Tschurjumow-Gerasimenko eingeholt hat und ihn umkreist, ihn ein halbes Jahr lang vermessen hat und einen geeigneten Landeplatz gefunden hat, schießt sie das kleine Landegerät „Philae“ auf den Kern zu. Diese Landung ist der kniffligste Part einer Mission, die David Southwood, wissenschaftlicher Direktor der Esa als „eine der anspruchsvollsten Missionen, die je unternommen worden sind“, bezeichnet. „Nachdem die Sonde den Kometen erst jagt, reitet „Philae“ nach der Landung auf dem Kometen“, sagt Rita Schulz, Vize-Projektleiterin der Esa für Rosetta.
Die Landung von „Philae“ ist deshalb besonders weil der kleine Komet fast keine Schwerkraft hat. Daher haben sich die Forscher allerhand ausgedacht und wollen „Philae“ mir einem ausgeklügelten System sanft auf Tschurjumow-Gerasimenko aufsetzen lassen. Damit das etwa 100 Kilogramm schwere Landegerät mit rund einem Meter Kantenlänge nach dem sieben Milliarden Kilometer langen Flug aber auch wirklich auf dem Kometen ankommt, braucht es zunächst einmal Schub. Es zieht nämlich nicht wie auf der Erde die Schwerkraft eines veritablen Himmelskörpers, sondern nur die eines Gesteinsbrocken mit nur vier Kilometern Durchmesser. Daher muß „Philae“ nicht nur von der Sonde weggeschubst werden, sondern drückt sich mit einer kleinen Düse auch noch in Richtung Tschurjumow-Gerasimenko. Und damit sie auch wirklich haften bleibt, schießt sie, sobald einer ihrer drei Füße den Boden berührt, auch noch eine Harpune in den Boden, damit sie nicht wieder weghopst. Damit die Landung mit geplanten 20 bis 160 Zentimetern pro Sekunde nicht zu hart ausfällt, haben die Wissenschaftler der Esa ein System entwickelt, mit dem sich die drei Beine vor dem Stoß ausfahren und selbigen dämpfen, und das selbst bei einer Bodenneigung von 20 Grad nicht umkippen kann. Denn das wäre das Schlimmste, was passieren kann, sagt Paolo Ferri, der Operationsmanager für Rosetta bei der Esa. Und die Beine sind auch gleich Meßgeräte. Das Sesame genannte Instrument aus drei Sensoren mißt die Vibration des Kometen. Außerdem bestimmen Geräte die Struktur der Oberfläche, durch Bohrungen und indirekte Meßverfahren. Das Bohrgerät SD2 bezeichnete die italienische Wissenschaftlerin Amalia Ercoli-Finzi aus Mailand als ein Schmuckstück: „Die Schneiden des Bohrers sind aus Diamant, andere aus Platin - es ist also wirklich ein Schmuckstück“ - und soll mittels Bodenproben Aufschluß über die Zusammensetzung des Kometen geben.
Damit die Geräte und „Philae“ selbst mit Strom versorgt sind, hat das Landegerät Solarzellen. Diese haben laut Ferri eine garantierte Lebenszeit von 60 Stunden, die eine Dunkelphase überbrücken soll. Und nicht nur dunkel ist es , wenn keine Sonne auf den Kometen scheint, sondern auch sehr kalt.
Daten aus der Frühzeit des Sonnensystems
Während „Philae“ auf dem Kometen sitz und mißt, übermittelt „Rosetta“ die Daten an die Erde. Und mißt selbst. Denn die Sonde ist weit mehr als das Transportvehikel für das Landegerät. Sie selbst hat elf Meßgeräte an Bord. Osiris macht Bilder des Kometen und kartiert ihn auf diese Weise. Dieses Instrument hilft bei der Bestimmung des geeigneten Landeplatzes für „Philae“. Außerdem ist für die Forscher die Atmosphäre und der Staub, der den Kometen umgibt, von Interesse. Wissenschaftler der Uni Bremen wollen mit den Ergebnissen der „Rosetta“ Mission beispielsweise klären, ob schon im interstellaren Raum die Grundlagen für die Entstehung des Lebens gelegt wurden. Sie gehen davon aus, daß Aminosäuren, aus denen beispielsweise Proteine entstehen, dort synthetisiert werden und außerdem ihre spezielle Struktur dort erhalten könnten. Damit könnten Meteoriten die Bausteine des Lebens zur Erde gebracht haben.
Wissenschaftler rechnen deshalb Kometen so große Bedeutung zu, weil sie in den so genannten Oortschen Wolken entstanden, einer Zone am äußersten Rand unseres Sonnensystems, wie Manfred Warhaut, Chef der „Rosetta“-Mission beim Satellitenkontrollzentrum Esoc der Esa in Darmstadt, erklärt: „Sie waren quasi im Tiefkühlschrank des Sonnensystems.“ Seit Entstehung des Sonnensystems vor etwa 4,6 Milliarden Jahren haben sich die Kometen kaum verändert. Die stoffliche Zusammensetzung eines Kometen kann der Wissenschaft daher Aufschluß geben über den Zustand des Sonnensystems, als es noch jung war.
Die Kosten für die „Rosetta“-Mission betragen insgesamt mehr als eine Milliarde Euro, von denen Deutschland mit 290 Millionen den größten Teil, gefolgt von Frankreich mit 220 Millionen, trägt.
Text: @cop
Bildmaterial: Esa
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