Stardust-Mission Rückkehr vom Kometen Wild2

Staub kann außerordentlich wertvoll sein, wesentlich wertvoller noch als Gold. Zumindest, wenn er von einem Kometen zur Erde gebracht wird. Am Sonntag gegen 11.15 Uhr mitteleuropäischer Zeit soll eine kleine Kapsel mit interplanetarem Staub, den die amerikanische Raumsonde Stardust im Laufe eines halben Jahrs eingesammelt hat, und Staub vom Kometen Wild2, an dem sie Anfang 2004 vorbeigeflogen ist, auf der Erde landen. Die Kapsel, die die Erde im Februar 1999 zusammen mit Stardust verlassen hat, wird samt ihrer kostbaren Fracht von Wissenschaftlern und Technikern mit großer Spannung auf dem Gelände des "Utah Testing and Training Range" der amerikanischen Luftwaffe südwestlich von Salt Lake City zurückerwartet.

Bislang ist erst ein einziges Mal der Versuch unternommen worden, Materie aus dem Raum jenseits der Mondbahn zur Erde zu holen. Am 8. Oktober 2004 setzte die Rückkehrkapsel der Raumsonde Genesis, die Teilchen aus dem Sonnenwind eingesammelt hatte, zur Landung im selben Gelände in Utah an - und stürzte ab. Damals hat offenbar ein Schalter, mit dem das Öffnen des Fallschirms eingeleitet werden sollte, versagt. Man konnte zwar noch einen Teil der an den Sammelgittern haftenden Partikeln dem Sonnenwind zuordnen, aber die erhoffte Zuordnung zu speziellen Regionen des Sonnenwinds bereitet enorme Schwierigkeiten.

Zauber für die Wissenschaftler

Die Kapsel von Stardust ähnelt jener von Genesis, sie ist aber nicht ganz so komplex. Das läßt die Techniker hoffen, diesmal die Fracht unbeschädigt bergen zu können. Außerdem ist der Schalter, der damals wahrscheinlich versagte, vor dem Start der Sonde extra getestet worden, und er hat den Test bestanden.

Der Zauber des jetzt auf der Erde erwarteten kosmischen Materials erschließt sich so recht wohl nur dem Wissenschaftler. Gibt es doch auf unserem Heimatplaneten (neben dem Mondgestein) Tausende von zum Teil recht großen Meteoriten, die aus dem interplanetaren Raum stammen. Und Satelliten und Forschungsflugzeuge haben Partikeln aus dem interplanetaren Raum gesammelt, von denen viele von Kometen zur Erde gelangt waren. Aber niemand weiß, von welchen Kometen. Es ist wie in der Archäologie: Wenn von den Wissenschaftlern der Fundzusammenhang - wie meistens bei Raubgrabungen - nicht hergestellt werden kann, hat der Fund nur noch einen eng begrenzten Wert. Wenn die Wissenschaftler aus der Verteilung der Isotopen in Kometenstaub verläßliche Rückschlüsse ziehen wollen - unter anderem auf die Zustände in der Zeit vor der Entstehung des Sonnensystems -, müssen sie wissen, woher der Staub kommt. Aus dieser Erkenntnis heraus ist die Mission Stardust entstanden.

Die Höhepunkte der Mission sind schnell zusammengefaßt. Am 22. Februar 2000 wurde mit dem Kollektor der Sonde, der der gitterartigen Struktur der Schlagfläche eines Tennisschlägers ähnelt und mit einem extrem leichten Aerogel gefüllt ist, zum ersten Mal während des Fluges Staub aus dem interplanetaren Raum aufgesammelt.

12,8 Kilometern pro Sekunde

Am 1. November 2002 flog die Sonde in rund 3300 Kilometer Distanz an dem Kleinplaneten Annefrank vorbei, von dem sie Fotos zur Erde übertrug. Weil das Objekt extrem dunkel ist, wäre es beinahe gar nicht von der Kamera erfaßt worden, die es erst im letzten Moment aufspürte. Am 2. Januar 2004 näherte sich Stardust dem Kopf des Kometen Wild2 bis auf knapp 240 Kilometer. Dabei sammelte sie Staub ein und fotografierte das Objekt, dessen Oberfläche erstaunlich klare Strukturen aufweist - vielleicht ein seinerzeit noch nicht verstandener Hinweis auf den erst im vergangenen Jahr beim Kometen Tempel1 gewonnenen Befund, daß Kometenköpfe viel mehr Staub und weniger Eis enthalten als bis dahin vermutet. Wild2 war für die Stardust-Mission ausgewählt worden, weil er die Sonne bis 1974, kaum behelligt von ihrer Strahlung, zwischen den Bahnen von Jupiter und Neptun umkreist hatte. Erst dann wurde er vom Jupiter in eine sonnennähere Bahn gelenkt, wo sich die Zusammensetzung von Kometen durch Sublimation ändert, so daß ihr "Urzustand" nach einiger Zeit verlorengeht.

Ein rasches Ende hätte die Mission beinahe im November 2000 erlitten. Die von einem gigantischen Sonnenausbruch freigesetzten elektrisch geladenen Teilchen, die extrem energiereich waren, erzeugten im CCD einer Digitalkamera an Bord der Sonde Ladungsträger, die der Computer als Abbilder von Sternen interpretierte. Mit der Kamera sollten Abschnitte des Himmels fotografiert und mit gespeicherten Sternkarten verglichen werden. Das war die Grundlage für die Autonavigation der Sonde, die damit selbständig ihr Ziel ansteuern konnte. Durch die Konfusion geriet die Sonde nun außer Kontrolle, was zum Glück bald wieder behoben werden konnte.

Zur Zeit rast Stardust mit einer Geschwindigkeit von rund 12,8 Kilometern pro Sekunde auf die Erde zu. Die Bahn der Sonde ist in jüngerer Zeit noch zweimal - am 16. November vergangenen Jahres und am 5. Januar - korrigiert worden. Eine letzte Korrektur ist für diesen Freitag vorgesehen. Am Sonntag morgen um 6.57 Uhr mitteleuropäischer Zeit wird die knapp 46 Kilogramm schwere Rückkehrkapsel mit dem Staub von Stardust getrennt, 15 Minuten später die Sonde selbst auf eine neue Sonnenumlaufbahn gebracht. Kurz vor der geplanten Landung sollen sich zunächst ein Hilfs- und dann der Hauptfallschirm der Kapsel öffnen und diese sicher in ihr Ziel tragen. Dort soll ein Peilsender an Bord zur Erleichterung der Suche aktiviert werden. In Utah wird es so früh am Morgen nämlich noch dunkel sein.

Ingenieure in Schutzanzügen

Der Flug der Kapsel durch die Atmosphäre wird von einem Flugzeug aus verfolgt werden. Die Forscher interessieren sich vor allem dafür, wie sich der auf einer Kohlenstoffbasis konstruierte Hitzeschutzschild verhält und welche chemischen Reaktionen ablaufen, wenn er durch starkes Abbremsen erhitzt wird. Das Material des Schildes gehört nämlich zu den Kandidaten für den Hitzeschild des "Crew Exploration Vehicle", das die Nasa als Nachfolger für die Raumfähren entwickeln will.

Wenn die Bergungsmannschaft bei der Kapsel anlangt, wird sie diese zunächst zum Schutz vor einer Kontamination der Fracht doppelt verpacken. Dann wird die Kapsel zu einem Reinraum auf dem Gelände des "Dugway Proving Ground" des amerikanischen Heeres in Utah gebracht, wo Ingenieure in Schutzanzügen die Verpackung wieder beseitigen. Sie nehmen Proben vom Gas in der Kapsel, und dann erst ziehen sie den Kanister mit den kosmischen Staubproben aus der Kapsel. Dieser Kanister, der so wertvoll wie ein Goldschatz ist, wird schließlich in ein Speziallabor des Johnson Space Center der Nasa in Houston (Texas) gebracht, wo die Analyse der staubigen Fracht beginnt. An der Untersuchung des Materials wird Thomas Stephan von der Universität Münster maßgeblich beteiligt sein.