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Kometenlander Philae : Organische Moleküle und hartes Eis

Bild: ap

Philae hat fleißig gemessen, bevor seine Batterien am Samstagmorgen erloschen. Die Daten, deren Auswertung läuft, versprechen überraschende Erkenntnisse vom Kometen Tschuri.

          3 Min.

          Seit fünf Tagen sitzt das Landemodul „Philae“ nun bereits ohne Strom in seiner schattigen Ecke auf dem Kometen 67P/Tschurjumow-Gerassimenko. In seinen letzten Stunden konnte es aber noch eine Reihe von Messungen vornehmen und die Daten rechtzeitig zur Erde schicken, bevor es seine Arbeit notgedrungen einstellen musste. Die Wissenschaftler, die die Daten derzeit auswerten, sind recht überrascht, was Philae dem Schweifstern entlocken konnte. So hat das Roboterlabor den Kometen angebohrt, die Beschaffenheit der Oberfläche erklopft, das Innere des Kerns durchleuchtet und die Zusammensetzung von dessen Koma analysiert.

          Kometen besser verstehen

          Manfred Lindinger

          Redakteur im Ressort „Natur und Wissenschaft“.

          Mit den bisherigen Ergebnissen zeigt sich der wissenschaftliche Leiter des Philae-Mission Ekkehard Kührt vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt DLR recht zufrieden. „Wir haben viele wertvolle Daten gesammelt, die man nur in direkter Berührung mit dem Kometen erhalten kann. Zusammen mit den Messungen der Rosetta-Sonde sind wir auf einem guten Weg, Kometen besser zu verstehen. Ihre Oberflächeneigenschaften scheinen ganz anders zu sein als bisher gedacht.“

          Der Komet 67P/Tschurjumow-Gerasimenko, wie ihn die Raumsonde Rosetta noch am 3.8.2014 sah. Links ist der Kopf, recht ist der Körper des zweitgeteilten Schweifsterns zu sehen. Der Kopf hat eine Abmessung von 2,6 x 2,4 x 1,6 Kilometern, der Körper hat die Ausmaße von 4,1 x 3,6 x 1,7 Kilometern. An Masse bringt Tschuri 10(exp)13 Kilogramm auf die Waage.

          So scheint die Oberfläche von Tschuri so fest zu sein wie Eis. Die Thermalsonde Mupus (Multi-Purpose Sensors for Surface and Sub-Surface Science), eines von zehn Instrumenten an Bord von Philae, ist auf hartes – wahrscheinlich eisreiches – Material gestoßen und hat eine Temperatur von etwa minus 170 Grad gemessen. „Mit solch hartem Eis im Boden haben wir nicht gerechnet“, sagt Tilman Spohn vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), der die Forschergruppe der Thermalsonde leitet.

          Staubige Kometenoberfläche aus Eis

          Mupus konnte – obwohl man die Leistung erhöht hat, zwar nicht so tief in den Kometenboden eindringen, wie erhofft. Es hat aber zumindest die mechanische Beschaffenheit der Oberfläche ermitteln können. „Aus Vergleichsmessungen im Labor haben wir abgeschätzt, dass die Thermalsonde unter einer 10 bis 20 Zentimeter dicken Staubschicht möglicherweise auf eine Schicht gestoßen ist, die eine Festigkeit wie die von Eis haben sollte“, erklärt Spohn. Der Infrarotsensor des Instruments habe eine geringe thermische Trägheit der aufliegenden Staubschicht festgestellt. „Wir gehen davon aus, dass unter der sehr porösen Staubschicht Eis ansteht.“ Dieses Eis sei möglicherweise über Jahrhunderte bis Jahrmillionen von Jahren thermisch gesintert, also immer wieder durch Temperaturschwankungen mehr und mehr „zusammengebacken“ worden, was die Härte und Festigkeit erklären würde.

          Mosaik von  Bildern, aufgenommen von Rosetta aus 17 Kilometern Höhe vor und nach dem ersten Aufsetzen von Philae. Alle Angaben in Weltzeit.

          Auch das Spektrometer Sesame (Surface Electrical, Seismic and Acoustic Monitoring Experiments) hat gemessen, dass der Schweifstern bei weitem nicht so weich ist, wie man angenommen hatte. „Die Festigkeit der Eisschicht unter einer Staubschicht am ersten Landeplatz ist überraschend hoch“, sagt Klaus Seidensticker vom DLR und Projektleiter der Sesame-Gruppe. Das Landemodul war nachdem es am Mittwoch in der vergangenen Woche erstmals aufgesetzt hat, wieder abgehoben, um einen Kilometer weiter in östlicher Richtung entfernt nochmals niederzugehen. Dabei konnte man den ersten Landeplatz erkunden.

          Es war auch möglich, in den 60 Stunden vor Philaes endgültigem Aus den Bohrer SD2 zu aktivieren, der Bodenproben entnehmen und den Analyseinstrumenten Cosac und Ptolemy zuführen sollte. Beim DLR ist man sicher, dass der Bohrer ausgefahren wurde und alle Arbeitsschritte abarbeitete, um eine Probe in den Ofen zu transportieren. Cosac funktionierte offenkundig wie geplant. Noch ist allerdings unklar, ob die Bodenprobe tatsächlich in dem Gas-Chromatographen untersucht wurde.

          Tschuri im Tomographen

          Fest steht, dass Cosac bereits nach der Landung die Umgebung von Tschuri „erschnüffeln“ konnte. Dabei sind in der Gas- und Staubhülle auch organischen Moleküle aufgespürt worden. In welcher Konzentration und um welche Moleküle es sich handelt, ist unbekannt. Die Analyse der Spektren und die Identifikation der Moleküle laufen zurzeit.

          Auch der Radiotomograph Consert hat reichlich Daten vom Kometeninneren gewinnen können. Dabei befanden sich Lander und der Orbiter Rosetta auf unterschiedlichen Seiten des Kometen und durchleuchteten gemeinsam den Kometenkern. Auf diese Weise erstellten beide ein dreidimensionales Profil des Kerns von Tschuri. Mit den Consert-Messungen hat sich Philae auch in den Winterschlaf verabschiedet, als die Energie der Primärbatterie zur Neige ging.

          Der Leiter des Lander-Mission Stephan Ulamec vom DLR ist zuversichtlich, dass Philae wieder in Betrieb geht, sobald die Lichtverhältnisse bei Philae vor Ort besser werden und sich die Batterien aufladen können. Hat der Lander wieder genug Saft, meldet er sich selbständig, so dass das Kontrollzentrum des Forschungsroboters am DLR seine Arbeit an den Steuerkonsolen wiederaufnehmen kann.

          Kommunikation wahrscheinlich im nächsten Frühjahr

          „Auf dem ersten Landeplatz hätten wir dazu natürlich bessere Beleuchtungsbedingungen vorgefunden“, sagt Ulamec. „Jetzt stehen wir etwas schattiger und werden für das Aufladen länger benötigen.“ Einen Vorteil habe der schattigere Landeplatz: Philae wird bei der Annäherung an die Sonne nicht so schnell überhitzen, sondern von der stärkeren Sonneneinstrahlung profitieren. Dafür drehte das Lander-Kontrollteam Philae in der Nacht vom 14. auf den 15. November 2014, damit das größte Solarpaneel in Richtung Sonne ausgerichtet ist.

          Wahrscheinlich im Frühjahr 2015, schätzt Ulamec, kann man wieder mit Philae kommunizieren und erfahren, wie es dem Lander auf Tschurjumow-Gerassimenko ergangen ist. Im Sommer 2015 könnten dann auf dem Kometen Temperaturen herrschen, die es Philae erlauben, seine Batterie aufzuladen. „Der Orbiter wird bei seinen Überflügen auf Empfang sein und hören, sobald Philae wieder aus dem Winterschlaf aufgewacht ist“. In der Zwischenzeit werden die Wissenschaftler gut beschäftigt sein – mit der Auswertung des Datenmaterials.

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