Tschuri – Von der Kartoffel zur Badeente

Ende der Rosetta-Mission

An diesem Freitag endet die fast 25-jährige epische Rosetta-Mission der Europäischen Raumfahrt Agentur ESA. Sie gilt als das ambitiöseste Unternehmen der Raumfahrt mit der erfolgreichen Landung auf einem Kometen nach einer der kompliziertesten je im Weltraum geflogenen Manöver und Flugbahnen einer Weltraumsonde. Ziel der ESA-Rosetta-Mission war es wichtige Hinweise über die Entstehung des Sonnensystems zu erhalten. Astronomen gehen davon aus, daß die Schweifsterne weitgehend unverfälschte Überreste jener Materie enthalten, aus der vor etwa 4,5 Milliarden Jahren die Sonne sowie die Erde und die anderen Planeten unseres Sonnensystems entstanden sind. Die Forscher erhoffen sich Rückschlüsse auf die chemische und die Isotopenzusammensetzung des frühen Sonnensystems.

So, wie der Obelisk von Philae und der Stein von Rosetta mithalfen, eine alte Schriftkultur zu enträtseln, erwarten Wissenschaftler, daß der Philae-Lander und der Rosetta-Orbiter helfen werden, die ältesten Bausteine unseres Sonnensystems entschlüsseln zu können, die Kometen. Der europäischen Raumsonde Rosetta gelang eine zehnjährigen Reise durch unser inneres Sonnensystem um im Mai 2014 den Kometen 67P/Tschurjumow-Gerassimenko, im Nachhinein kurz liebevoll »Tschuri« genannt, zu erreichen und diesen etwa ein Jahr lang aus der Nähe erforschten.

Anfänge der Mission

Die Entwicklung des Projektes Rosetta begann schon vor nunmehr fast 25 Jahren im Jahr 1992, als nach der erfolgreichen europäischen Giotto-Mission die Idee entstand eine Raumsonde auf einem Kometen zu landen.

Giotto startete am 2. Juli 1985 mit einer Ariane-1-Rakete mit Ziel zum Kometen Halley, an dem sie am 14. März 1986 in nur 596 km Abstand erfolgreich vorbei flog. Damals überstand Giotto den engen Vorbeiflug an dem Kometen was durch Bahnkorrekturen aufgrund von Messungen anderer Sonden der Sowjetunion und Japan, die mit Vega 1 und 2 sowie Sakigake und Suisei ebenfalls Sonden entsandten, ermöglicht wurde. Am 10. Juli 1992 passierte die Sonde einen zweiten Kometen, Grigg-Skjellerup im Abstand von nur 200 Kilometer. Danach wurde die Sonde erneut zur Erde zurückgelenkt und deaktiviert. Der zweite Erdvorbeiflug fand 1999 statt, doch wurde die Sonde wegen des nahezu erschöpften Treibstoffvorrats nicht mehr reaktiviert.

Giotto war die erste allein »europäische« Sonde. Sie flog am dichtesten am Kometen Halley vorbei und der Vorbeiflug am Kometen Grigg-Skjellerup war damals der dichteste Kometenvorbeiflug der Raumfahrtgeschichte. Daneben war Giotto die erste Sonde, die an zwei verschiedenen Kometen vorbei flog und die aus dem interplanetaren Raum zur Erde zurückkehrte um diese für ein sogenanntes Swing-by-Manöver zu nutzen. Giotto war auch die erste Raumsonde, die während ihrer Mission zeitweise abgeschaltet war und sich selbst überlassen wurde. So flossen die mit ihr gesammelten Erfahrungen auch in die am 2. März 2004 gestartete Kometensonde Rosetta und ihren Lander Philae ein.

Unter einem schlechten Stern

Der Start der Rosetta-Mission stand wahrlich unter einem schlechten Stern. Denn ursprünglich war Rosettas Start bereits für den Januar 2003 geplant und als Ziel war der Komet 46P/Wirtanen vorgesehen. Wegen Schwierigkeiten mit der neuen Ariane-5-Rakete mußte der Start verschoben werden und nach dem neuen aktiven, noch nicht ausgegasten Kometen 67P/Tschurjumow-Gerassimenko als neues Ziel gesucht werden.

Am 26. Februar 2004 wurde der Start vom Weltraumzentrum Kourou in Französisch-Guayana wegen heftiger Höhenwinde und am nächsten Tag wegen eines Defekts am Hitzeschutz erneut verschoben. Am 2. März 2004 hob die neue Trägerrakete Ariane 5 G+ mit der 3 Tonnen schweren Sonde an Bord schließlich von der Erde ab.

Keine Trägerrakete vermag eine so schwere Nutzlast direkt auf die Bahn eines Kometen zu bringen. Die Ariane-Oberstufe brachte Rosetta lediglich auf eine erdnahe Bahn um die Sonne. Die gewünschte Bahn wurde erreicht, so daß Rosettas Treibstoffvorrat für alle Missionsziele reichen würde, insbesondere für die Bahnkorrekturen der beiden geplanten nahen Vorbeiflüge an den Asteroiden. Nur akribisch errechnete und vollzogene Vorbeiflugmanöver schleuderten die Sonde auf den Kurs des Zielkometen.

Komplizierte Swing-By-Manöver

Im Jahr 2005 flog Rosetta ein erstes Swing-By-Manöver, bei dem die Sonde sich der Erdoberfläche bis auf 1.900 km näherte. Rosetta beobachtete den Einschlag des Impaktors der US-amerikanischen Sonde Deep Impact am Kometen 9P/Tempel 1 am 4. Juli 2005 aus etwa 80 Millionen Kilometern Entfernung quer zur Beleuchtung durch die Sonne. Ihre Bahn kreuzte 2007 die des Planeten Mars, den sie zu einem sehr engen Swing-By traf. Zwei weitere Begegnungen mit der Erde folgten jeweils am 13. November der Jahre 2007 und 2009, mit Abständen von 5295 bzw. 2481 km. Nun konnte sie sich dem Kometen 67P/Tschurjumow-Gerassimenko nähern.

Am 5. September 2008 passierte Rosetta am inneren Rand des Asteroidengürtels den 4,6 Kilometer großen Asteroiden (2867) Šteins mit einer Relativgeschwindigkeit von 8,6 km/s. Die daraufhin veröffentlichten Bilder zeigen einen brillantförmigen Körper mit einer großen Zahl von Impaktkratern. Anschließend passierte die Sonde am 10. Juli 2010 den rund 100 km großen Asteroiden (21) Lutetia mit 3.162 km Abstand und einer Relativgeschwindigkeit von 15 km/s. Neben der Erforschung Lutetias, der geprägt ist von riesigen Kratern, Graten und Erdrutschen sowie mehrere hundert Meter großen Felsen, diente der Vorbeiflug auch einem Test der wissenschaftlichen Instrumente von Rosetta sowie von einem der zehn Experimente des Landers Philae in großer Kälte, 407 Millionen km von der Sonne und 455 Millionen km von der Erde entfernt.
Am 8. Juni 2011 wurde Rosetta in den Winterschlaf versetzt. Am 20. Januar 2014 erwachte Rosetta planmäßig aus diesem Ruhezustand und alle Instrumente der Sonde konnten getestet werden. Der Lander auf seinem Rücken erwachte am 28. März 2014. Am 6. August 2014 wurde Rosetta in 100 Kilometern Entfernung zu 67P/Tschurjumov-Gerassimenko auf relative Schrittgeschwindigkeit abgebremst. Die Form des Kometen wurde in den Medien als schmutzige Kartoffel, später, mit genauer werdendem Bild, als sympathische Badeente beschrieben. Philae landete am kleineren Kopf des Kometen, also quasi am Kopf der Ente.

Annäherung des Kometen an die Sonne

Die mit vielfältigen Sensoren und elf Messgeräten ausgestattete Rosetta-Sonde umrundete den Kometen in wenigen Kilometern Höhe und hat am 12. November 2014 den Lander Philae abgesetzt, der nach einem etwa siebenstündigen Freifall auf der Kometenoberfläche aufsetzte. Der Landeplatz wurde in Anlehnung an eine gleichnamige Nilinsel auf den Namen »Agilkia« getauft.

Der Lander setzte zweimal auf, bevor er beim dritten Bodenkontakt zum Stillstand kam. In dieser Position ist er kürzer als geplant sonnenbeschienen, nur 1,5 Stunden pro 13 Stunden Kometentag. Am 15. November 2014, nach 2 Tagen und etwa 8 Stunden, schaltete der Lander wegen zu geringer Energieversorgung in einen Standby-Betrieb. Die Anpress-Rückstoßgasdüse hatte nicht funktioniert, Harpunen und Eisschrauben wurden nicht aktiv, weshalb der Lander einfederte und wieder hochsprang.

Die während des Annäherns des Kometen an die Sonne ansteigende Sonneneinstrahlung ermöglichte es Philae, nach fast 7 Monaten ohne Signal wieder genügend Energie zu erhalten, um am 13. Juni 2015 Daten zu Rosetta zu senden. Allerdings kam keine zuverlässige längerfristige Kommunikation mehr zustande. Am 2. September 2016 nahm Rosettas Kamera ein Bild auf, auf dem der bis dahin verschollene Lander Philae zu sehen ist. Ab August 2015 entfernte sich der Komet wieder von der Sonne, wurde aber weiterhin von Rosetta vermessen. Die abnehmende Aktivität ermöglicht es der Sonde, die Umlaufbahn wieder abzusenken. Rosetta und Philae begleiteten den Kometen anschließend während seiner aktiven Phase, in der er Koma und Schweif ausbildete. Seinen sonnennächsten Punkt erreichte der Komet im August 2015.

Zum Ende der Mission am Freitag, den 30. September 2016, soll Rosetta nun ihrer Tochter Philae folgen und ebenfalls kontrolliert auf der Kometenoberfläche landen.

Den zahlreichen Forschern und Wissenschaftlern hat die Mission genügend Daten geliefert, welche nun auf ihre wohl jahrzehntelange wissenschaftliche Auswertung warten. Schneller wird wohl »Tschuri« sein. Sein kurzperiodischer Orbittyp erlaubt es ihm schon in etwa sechseinhalb Jahren wieder die Sonne zu besuchen und zu umrunden. Mit Blick auf die Erde.

Pierre Buchholz

zurzeit in Darmstadt

Donnerstag 29. September 2016