Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: DLR. Vertont von Peter Rittinger

Bereits am 12. November 2014 erreichte der von der Kometensonde Rosetta mitgeführte Lander Philae nach einer unerwartet ‚holprig‘ verlaufenden Landung die Oberfläche des Kometen 67P/Tschurjumow-Gerassimenko (der Einfachheit halber ab hier als „67P“ abgekürzt), wo er in den folgenden Tagen mit acht von seinen zehn wissenschaftlichen Instrumenten erfolgreich eine Vielzahl an Messungen durchführte. Am 15. November 2015 waren jedoch die Energievorräte des Landers so weit aufgebraucht, dass dieser sich um 01:36 MEZ in einen ‚Schlafmodus‘ versetzte. In den folgenden sieben Monaten war es den an der Mission beteiligten Wissenschaftlern und Ingenieuren trotz mehrerer entsprechender Kampagnen nicht möglich, einen erneuten Kontakt mit Philae zu etablieren.

Vor fast genau einem Monat – am 13. Juni 2015 – konnte der für die Kommunikation mit Philae zwingend benötigte ‚Kometenorbiter‘ Rosetta jedoch zur Freude der an der Mission beteiligten Forscher und Ingenieure erstmals wieder in Form einer zwar schwachen, aber stabilen Radiotransmission ein Lebenszeichen von seiner Tochtersonde registrieren. In den folgenden Wochen erfolgten die weiteren ‚Meldungen‘ des Kometenlanders jedoch nur sporadisch. Die entsprechenden Verbindungen waren dabei allerdings immer nur von kurzer Dauer und zudem relativ instabil (Raumfahrer.net berichtete). Ab dem 24. Juni 2015 konnte das für die Kontrolle des Landers zuständigen Team am Lander Control Center (LCC) des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Köln dann keine weiteren Signale von Philae empfangen.

Dementsprechend durchwachsen war die Stimmung der an der Mission beteiligten Mitarbeiter während der letzten Tage. Weder eine neue Flugbahn für den Kometenorbiter Rosetta noch dessen weitere Annäherung an die Oberfläche von 67P konnten eine erneute Kommunikation mit dem Lander ermöglichen. Aus den zuletzt empfangenen Telemetriedaten ließ sich allerdings auch nicht erkennen, dass sich Philae in größeren technischen Schwierigkeiten befindet. Die im Inneren des Landers gemessene Temperatur von null Grad Celsius ließ das Team des DLR sogar darauf hoffen, dass sich Philaes Batterie nun sogar wieder aufladen würde. Die Telemetriedaten haben jedoch auch zu dem Schluss geführt, dass offenbar eine der beiden Kommunikationseinheiten des Landers beeinträchtigt ist. Die zweite Einheit hat jedoch ohne erkennbare Funktionsstörungen gearbeitet.

„Wir haben Philae nie aufgegeben und sind optimistisch geblieben“, so Dr. Koen Geurts vom Lander-Kontrollteam des DLR.

Ein weiteres Lebenszeichen am 9. Juli 2015
Am 5. Juli wurde dem Kometenlander deshalb im Rahmen eines „Blind Commanding“ der Befehl übermittelt, das dort an Bord befindliche CONSERT-Instrument zu aktivieren. Bei dem „Comet Nucleus Sounding Experiment by Radio wave Transmission“ – so der vollständige Name dieses Instruments – handelt es sich um eine Radiowellensonde zur ‚Durchleuchtung‘ des Kometenkerns. Mit einer auf dem Orbiter installierten Sendeanlage werden Radiosignale zu einem auf dem Kometenlander befindlichen ‚Gegenstück‘ ausgestrahlt, welche von dort zu dem Orbiter zurückgeschickt werden sollen. Bedingt durch die Rotation des Kometen und durch die Eigenbewegung des Orbiters durchdringen diese Radiosignale auch das Innere des Kometen 67P und werden dabei leicht verändert. Durch die Auswertung der veränderten Signale können die an der Mission beteiligten Wissenschaftler Informationen über den inneren Aufbau und die Struktur des Kometenkerns ableiten.

Allerdings reagierte Philae zunächst nicht auf den Befehl einer Aktivierung von CONSERT, welcher daraufhin am 9. Juli erneut gesendet wurde. Und tatsächlich erfolgte diesmal eine Bestätigung. Der Kometenlander Philae hat noch am selben Tag ‚geantwortet ‚ und zwischen 19:45 und 20:07 MESZ erneut Daten gesendet. Auch wenn die Verbindung dabei erneut mehrfach abbrach, so blieb der gestrige Kontakt zu Philae doch trotzdem über insgesamt zwölf Minuten stabil.

„Philaes Lebenszeichen beweist uns, dass die Kommunikationseinheit am Lander weiterhin funktioniert und unsere Kommandos empfängt“, so Dr. Koen Geurts. Gegenwärtig sind die Experten des DLR mit der Auswertung der empfangenen Daten beschäftigt. „Wir sehen bereits, dass wir mit unserem Kommando, das wir am 9. Juli gesendet haben, das CONSERT-Instrument erfolgreich eingeschaltet haben.“

Allerdings gibt der Lander seinem verantwortlichen Team auch weiterhin Rätsel auf. „Wir haben noch keine genaue Erklärung, warum er sich jetzt gemeldet hat und in den vergangenen Tagen nicht“, so Dr. Geurts weiter. So wurde zum Beispiel während der vergangenen zwei Wochen die Flugbahn des Orbiters nicht mehr verändert. Rosetta hätte somit eigentlich bereits während der letzten Tage weitere Signale von Philae empfangen sollen.

Die Tatsache, dass der Lander am gestrigen Tag auf die Kommandos reagiert hat, stellt für die Mitarbeiter des Philae-Teams jedoch eine gute Nachricht dar. Sollte es in Zukunft gelingen, eine stabile Funkverbindung mit längeren und vorhersagbaren Kontaktzeiten zu Philae zu etablieren, so könnte der Lander auch seine wissenschaftlichen Instrumente wieder zum Einsatz bringen.

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Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung, ESA.

Nach einem mehr als zehn Jahre andauernden Flug erreichte die von der europäischen Weltraumagentur ESA betriebene Raumsonde Rosetta am 6. August 2014 das Ziel ihrer Reise – den Kometen 67P/Tschurjumow-Gerassimenko (der Einfachheit halber ab hier als „67P“ abgekürzt). Seitdem ‚begleitet‘ Rosetta diesen Kometen auf seinem weiteren Weg in das innere Sonnensystem und untersucht dieses Relikt aus der Entstehungsphase unseres Sonnensystems dabei intensiv mit elf wissenschaftlichen Instrumenten. Bereits nach wenigen Monaten konnten die an der Mission beteiligten Wissenschaftler unter anderem detaillierte Angaben zu der Form, der Masse und dem inneren Aufbau von 67P tätigen (Raumfahrer.net berichtete).

Der Komet 67P verfügt über eine extrem unregelmäßige Form. Ein ‚Kopfstück‘ ist dabei durch einen ‚Halsbereich‘ mit einem ‚Hauptkörper‘ verbunden. Basierend auf den Daten der OSIRIS-Kamera – der unter der Leitung von Mitarbeitern des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung (MPS) in Göttingen entwickelten und betriebenen Hauptkamera an Bord von Rosetta – erstellten die Wissenschaftler ein dreidimensionales Modell des Kometen und konnten ihn so genau vermessen.

Während der kleinere Teil des Kometen, der sogenannte ‚Kopf‘, eine Größe von 2,6 x 2,3 x 1,8 Kilometern besitzt, erstreckt sich der größere Teil, der sogenannte ‚Körper‘, über 4,1 x 3,3 x 1,8 Kilometer. Das Volumen des gesamten Kometenkerns liegt bei rund 21,4 Kubikkilometern. Zusammen mit der Masse von etwa zehn Milliarden Tonnen, welche mit dem RSI-Instrument der Raumsonde Rosetta bestimmt werden konnte, ergibt sich für den Kometen somit eine mittlere Dichte von 0,47 Gramm pro Kubikzentimeter, was in etwa mit der Dichte von Kork vergleichbar ist.

„Wir gehen davon aus, dass der Komet aus Eis und Staub besteht – Materialien die beide eine deutlich höhere Dichte aufweisen. Der gemessene Wert lässt somit darauf schließen, dass der Komet eine Porosität von 70 bis 80 Prozent aufweist. Wir verstehen ihn derzeit als eine Art lockere Ansammlung von Eis- und Staubteilchen mit vielen, vielen Zwischenräumen“, sagte Dr. Holger Sierks vom MPS, der wissenschaftliche Leiter des OSIRIS-Teams, bereits im Januar 2015.

Die jetzt erfolgte Auswertung von Aufnahmen des OSIRIS-Kamerasystems, welche bereits in der Zeit von Juli bis Dezember 2014 angefertigt wurden, hat jetzt gezeigt, dass unter der Oberfläche des Kometen 67P offenbar tatsächlich riesige Hohlräume existieren.

Wie konnten sich diese Hohlräume bilden?
Für die Entstehung dieser Hohlräume werden mehrere Theorien in Betracht gezogen. So ist es zum Beispiel denkbar, dass der löchrige Aufbau des Kometen durch dessen Entstehungsgeschichte bedingt ist. Unser Sonnensystem bildete sich vor etwa 4,6 Milliarden Jahren aus einer interstellaren Gas- und Staubwolke – der so genannten Urwolke – welche schließlich durch gravitative Einflüsse kollabierte. Im Verlauf eines komplexen Entstehungsprozesses kollidierten Planetesimale mit niedrigen Geschwindigkeiten. Bei dieser ‚Zusammenballung‘ zu größeren Objekten bildeten sich eventuell auch größere Hohlräume, welche den Kometen die Struktur von Rubble Piles verliehen.

Ebenso denkbar ist, dass im Inneren des Kometen befindliches gefrorenes Kohlenstoffdioxid und Kohlenstoffmonoxid im Laufe der Jahrmilliarden sublimierte, wodurch ebenfalls Hohlräume erzeugt werden können. Gefrorenes Wasser, so die Wissenschaftler, verdampft dagegen erst bei deutlich höheren Temperaturen. Die hierfür notwendigen Temperaturwerte lassen sich unter der gut wärmeisolierenden, die Oberfläche eines Kometen bedeckende Staubschicht nur schwer durch die Sonneneinstrahlung erreichen.

Stattdessen halten die Forscher eine andere Wärmequelle für denkbar. Sobald im Untergrund eines Kometen befindliches amorphes Wassereis kristallisiert, wird dabei Wärmeenergie freigesetzt. Dies könnte ausreichen, um Wasser in genügender Menge zu verdampfen und ebenfalls Hohlräume im Inneren eines Kometen zu erzeugen.

„Noch bevorzugen wir keine dieser drei Möglichkeiten. Vielleicht spielen auch alle Effekte zusammen“, so Dr. Sierks. „Wir hoffen aber sehr, dass die Mission in ihrem weiteren Verlauf Klarheit bringt.“

Wie kamen die Wissenschaftler jetzt jedoch zu dem Schluss, dass das Innere des Kometen 67P offenbar tatsächlich von Hohlräumen durchzogen ist?

Hohlräume führen in die Tiefe
Auf diversen Aufnahmen der OSIRIS-Kamera sind mehrere schachtartige Vertiefungen erkennbar, welche sich aufgrund ihrer Form und Struktur deutlich von typischen Impaktkratern unterscheiden. Achtzehn dieser nahezu kreisrunden Vertiefungen wurden in den vergangenen Monaten von einem von Dr. Jean-Baptiste Vincent vom MPS geleiteten Team näher untersucht.

Dabei zeigte sich, dass diese Strukturen über unterschiedliche Durchmesser von lediglich wenigen Dutzend Metern bis hin zu mehreren hundert Metern verfügen. Auffällig ist zudem, dass offenbar zwei Arten von ‚Gruben‘ existieren. Einige der Strukturen verfügen über leicht geneigte Abhänge. Andere Gruben weisen dagegen nahezu senkrecht in die Tiefe führende Innenwände auf. An den Innenwänden der Schächte sind Schichtungen und Terrassierungen erkennbar. Die Böden der Vertiefungen sind dagegen relativ eben und mit einer Staubschicht bedeckt. Die größeren dieser Vertiefungen reichen dabei bis zu 210 Meter in die Tiefe.

„Wegen ihrer ungewöhnlichen Form unterscheiden sich diese Schächte deutlich von Einschlagskratern“, so Dr. Vincent. „Es scheint sich um ein typisches Merkmal von Kometen zu handeln.“

Ähnliche Strukturen konnten die Wissenschaftler in der Vergangenheit bereits bei den Kometen 9P/Tempel 1 und 81P/Wild 2 beobachten, welche in den Jahren 2004, 2005 und 2011 die primären Ziele der von der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA durchgeführten Kometenmissionen Deep Impact und Stardust darstellten.

Ausgangsort für Staubjets
Die Analysen haben zudem ergeben, dass einige der jetzt von Rosetta bei dem Kometen 67P beobachteten Vertiefungen – speziell handelt es sich dabei um die steil abfallenden Gruben – offensichtlich die Ausgangsregionen für feine Staubfontänen sind, welche von den Innenseiten dieser Schächte ausgehen. Für die Bestimmung der Ausgangsregion eines ‚Jets‘ werten die Kometenforscher verschiedene Aufnahmen ein und derselben Staubfontäne aus, welche unter verschiedenen Blickwinkeln angefertigt wurden.

„Auf diese Weise erhalten wir Informationen über die dreidimensionale Struktur der Fontänen und können ihren Ausgangspunkt auf der Kometenoberfläche bestimmen“, beschreibt Dr. Vincent die damit verbundene Vorgehensweise.

Auf welche Weise bildeten sich die ‚Schächte‘?
Allerdings kann die Freisetzung von Staubpartikeln nicht alleine für die Entstehung dieser ungewöhnlichen Strukturen verantwortlich sein. Im Inneren des Kometen befindliche gefrorene Gase, welche unter dem Einfluss der Sonne ‚verdampfen‘ und aus dem Kometenboden austreten, reißen zwar auch große Mengen an Staubpartikeln mit sich. Um derartig große Löcher wie jetzt beobachtet zu erzeugen wären jedoch Zeiträume von zum Teil mehreren Tausenden von Jahren nötig, so die Berechnungen der Wissenschaftler. Der Komet 67P dringt auf seiner Umlaufbahn um die Sonne jedoch erst seit dem Jahr 1959 in das innere Planetensystem und somit in die Nähe des Zentralgestirns unseres Sonnensystems vor. In den vorherigen Jahrmilliarden dürfte sich die bisher erfolgte Aktivität dieses Kometen in überschaubaren Grenzen gehalten haben.

Und auch ein plötzlich erfolgender Aktivitätsausbruch, wie ihn die Raumsonde Rosetta zum Beispiel bereits während der Anflugphase an den Kometen 67P gegen Ende April 2014 beobachten konnte (Raumfahrer.net berichtete), kann sich erst in den letzten Jahrzehnten ereignet haben. Zumindestens das Ereignis vom April 2014 reichte dabei nicht aus um genügend Material zu bewegen, um die Entstehung der besagten Strukturen zu erklären. Stattdessen spricht alles dafür, dass es sich bei den beobachteten ‚Löchern‘ um eingestürzte Hohlräume handelt, welche eventuell bereits seit der Entstehung dieses Kometen existieren.

„Offenbar werden diese unterirdischen Hohlräume mit der Zeit immer größer, bis die Deckschicht instabil wird und einbricht“, so Dr. Sierks. Die damit verbundenen Prozesse, so Sebastien Besse vom ESTEC, können sich jedoch über lange Zeiträume erstrecken.

…und die Staubjets?
Als Folge des Einsturzes der Deckschicht tritt an den Rändern der jetzt freigelegten Vertiefungen ‚frisches‘ Material zu Tage, welches zuvor noch vor der Sonneneinstrahlung geschützt war. Ursprünglich dort befindliche und jetzt freigelegte Eisablagerungen werden so erwärmt. Das Eis sublimiert und reißt Staubpartikel mit sich, was letztendlich zu der Entstehung der beobachteten, aus diesen Regionen hervortretenden Staubfontänen führt. Diese die Staubpartikel freigebenden Vertiefungen erweisen sich dabei als ein hilfreiches Mittel für die Bestimmung des Alters von verschiedenen Bereichen der Oberfläche des Kometen 67P.

„Da die Vertiefungen aktiv sind, verändern sie sich mit der Zeit“, so Dr. Vincent. Die Strukturen dehnen sich im Laufe der Zeit aus, so dass die mancherorts erkennbaren terrassenartigen Strukturen entstehen können. Die Bereiche der Kometenoberfläche, wo sich noch tiefe und steil abwärts führende Gruben befinden, sind somit jüngeren Alters. Ältere Regionen präsentieren sich dagegen als überwiegend ebene Plateaus. So jedenfalls die bisherige Theorie. Bereits in der näheren Zukunft könnte Rosetta hierbei für mehr Klarheit sorgen.

„Wir sind sehr daran interessiert zu beobachten wie sich diese Strukturen entwickeln. Und vielleicht können wir bereits in Kürze Zeugen werden, wie sich neue Gruben bilden“, so Matt Taylor, der für die Rosetta-Mission zuständige Projektwissenschaftler der ESA in Bezug auf die kürzlich bewilligte Missionsverlängerung der Rosetta-Mission bis zum September 2016.
Die hier kurz vorgestellten Forschungsergebnisse zu den ‚Schächten‘ auf der Oberfläche des Kometen 67P, welche letztendlich auch Erkenntnisse über die Entstehungsgeschichte dieses Kometen liefern werden, wurden von Jean-Baptiste Vincent et al. am 2. Juli 2015 unter dem Titel „Large heterogeneities in comet 67P as revealed by active pits from sinkhole collapse“ in der Fachzeitschrift Nature publiziert.

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• Rosetta: Bisher nur unregelmäßiger Kontakt zu Philae (27. Juni 2015)
• Rosetta entdeckt Wassereisablagerungen auf 67P (25. Juni 2015)
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• Rosetta ändert die Flugbahn wegen Philae-Kontakt (18. Juni 2015)

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Fachartikel von Jean-Baptiste Vincent et al.:

• Large heterogeneities in comet 67P as revealed by active pits from sinkhole collapse (Abstract, engl.)

Der Beitrag Komet 67P – Gewaltige Hohlräume führen in die Tiefe erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung, ESA. Vertont von Peter Rittinger

Nach einem mehr als zehn Jahre andauernden Flug erreichte die von der europäischen Weltraumagentur ESA betriebene Raumsonde Rosetta am 6. August 2014 das Ziel ihrer Reise – den Kometen 67P/Tschurjumow-Gerassimenko (der Einfachheit halber ab hier als „67P“ abgekürzt). Seitdem ‚begleitet‘ Rosetta diesen Kometen auf seinem weiteren Weg in das innere Sonnensystem und untersucht dieses Relikt aus der Entstehungsphase unseres Sonnensystems dabei intensiv mit elf wissenschaftlichen Instrumenten.

Die Entstehungsgeschichte unseres Sonnensystems
Die Sonne – das Zentralgestirn unseres Sonnensystems – entwickelte sich vor etwa 4,6 Milliarden Jahren aus einer interstellaren Gas- und Staubwolke – der so genannten Urwolke – welche schließlich durch gravitative Einflüsse kollabierte. Hierbei bildete sich im Inneren dieser Wolke eine dichte und sehr heiße Materiekonzentration, welche sich letztendlich im Rahmen einer stellaren Kernfusion entzündete und im Rahmen dieses Prozesses zu einem ’neu geborenen‘ Stern wurde. Das bei dieser Sternentstehung nicht verbrauchte Material konzentrierte sich zunächst in einer die Sonne umgebenden protoplanetaren Scheibe und war das Ausgangsmaterial für die sich im Verlauf eines komplexen Entstehungsprozesses innerhalb unseres Sternsystems bildenden Kometen, Asteroiden und Planeten.

Die Kometen bewegen sich auf stark elliptischen Umlaufbahnen um die Sonne. Den Großteil ihrer Existenz fristen diese auch als ’schmutzige Schneebälle‘ bezeichneten Objekte dabei fernab der Sonne als kalte, nahezu unveränderliche Brocken, welche im Wesentlichen aus Wassereis, Staub- und Gesteinspartikeln sowie verschiedenen gefrorenen Gasen wie zum Beispiel Kohlenstoffdioxid, Methan und Ammoniak bestehen. Die Kometen sind wahrscheinlich die ältesten und weitgehend unverändert gebliebenen Überreste der protoplanetaren Scheibe. In den Kometen ist die Materie aus der Entstehungszeit unseres Sonnensystems dabei bis in die Gegenwart wie in einer ‚kosmischen Tiefkühltruhe‘ konserviert.

Das Hauptziel der Rosetta-Mission, so die beteiligten Wissenschaftler, besteht darin, durch die Untersuchung der zu ermittelnden chemischen und physikalischen Eigenschaften des Kometen 67P ein noch besseres Verständnis über die Entstehungs- und Entwicklungsgeschichte unseres Sonnensystems zu erlangen.
Wassereis direkt auf der Oberfläche von 67P?
Dabei zeigte sich bereits in der Frühphase der Erforschung des Kometen 67P durch die Raumsonde Rosetta, dass dessen Oberfläche extrem dunkel ist – es werden nur wenige Prozent des Sonnenlichts reflektiert – und dass dort zudem Temperaturen auftreten, welche das großflächige Vorhandensein von Wassereis ausschließen (Raumfahrer.net berichtete). Die Kometenforscher vermuten deshalb, dass sich das auf dem Kometen konzentrierte Wassereis unter der Oberfläche befindet und von einer dunklen Staubschicht bedeckt ist. In Einklang mit dieser Annahme wurden bereits im März 2015 erstmals Hinweise darauf gefunden, dass sich in der Region „Hapi“ offenbar Wassereis direkt auf beziehungsweise unmittelbar unterhalb der Oberfläche befindet (Raumfahrer.net berichtete ebenfalls).

Mittlerweile konnten die an der Mission beteiligten Wissenschaftler auf den Aufnahmen der OSIRIS-Kamera – der unter der Leitung von Mitarbeitern des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung (MPS) in Göttingen entwickelten und betriebenen Hauptkamera an Bord von Rosetta – rund 120 auffallend helle, lediglich wenige Meter große Bereiche auf der Oberfläche des Kometen 67P identifizieren. Die optischen Eigenschaften dieser ‚hellen Flecken‘ deuten darauf hin, dass es sich hierbei um gefrorenes Wasser handelt. Sie reflektieren bis zu 60 Prozent des einfallenden Sonnenlichtes, was ein typischer Wert für Wassereis ist. Zudem erscheinen diese Flecken in Falschfarbenaufnahmen leicht bläulich, was ebenfalls auf Wassereis hindeutet.

Ein weiterer entscheidender Hinweis auf Wassereis: Innerhalb des Beobachtungszeitraums – die entsprechenden Aufnahmen wurden bereits zwischen dem August und dem November 2014 angefertigt – haben sich diese Bereiche offenbar nur minimal verändert. Gefrorenes Kohlenstoffdioxid und -monoxid, welches die Kometenforscher ebenfalls auf der Oberfläche von 67P erwarten, sollte sich in diesem Zeitraum rasch verflüchtigt haben, was zu deutlich erkennbaren Oberflächenveränderungen geführt hätte.

„Keine der früheren Kometenmissionen hat räumliche Auflösungen im Bereich einiger Meter erreicht“, so Dr. Holger Sierks vom MPS, der wissenschaftliche Leiter des OSIRIS-Kameraexperiments. „Wir sehen Strukturen dieser Art deshalb zum ersten Mal.“

Mit der hohen Auflösung der OSIRIS-Kamera betrachtet entpuppen sich die meisten der beobachteten ‚hellen Flecken‘ als einzelne ‚Brocken‘. Einige dieser Objekte treten jedoch auch in Gruppen auf. Diese Ansammlungen finden sich typischerweise in Geröllfeldern an der Basis von Klippen und Steilhängen. Sie könnten durch das Zusammenbrechen der Klippen an die Kometenoberfläche gelangt sein. Im Gegensatz dazu stechen die vereinzelten Objekte, welche sich sowohl auf ‚freiem Feld‘ als auch in schattigen Regionen befinden, deutlich aus ihrer Umgebung hervor.

Laborexperimente
Zwecks der Klärung der Frage, wie es zu dieser Verteilung der vermutlichen Wassereisablagerungen kommen konnte, führten die Kometenforscher verschiedene Laborexperimente durch und untersuchten dabei, wie sich eine Mischung aus Wassereis und verschiedenen Mineralien unter Sonneneinstrahlung verhält. Ihr Ergebnis: Bereits nach wenigen Stunden bildet sich ein dunkler Staubmantel von einigen Millimetern Dicke aus, welcher das darunter liegende Eis verbirgt. Gelegentlich konnte das verdampfende Wasser in diesen Experimenten jedoch größere Staubkörner oder sogar größere Brocken mit sich reißen und so helle Bereiche freilegen, wo das Wassereis frei zutage liegt.

Das von Antoine Pommerol von der Universität Bern geleitete Team hält es für möglich, dass die jetzt beobachteten ‚eisigen Stellen‘ bereits vor sechseinhalb Jahren entstanden sind, als sich der Komet 67P das letzte Mal der Sonne näherte. Dabei könnten auch einige wassereishaltige Brocken in Gebiete geschleudert worden sein, welche in der Folgezeit permanent im Schatten lagen, so dass diese die folgenden Jahre überdauerten. Einer anderen Theorie zur Folge könnte für diesen Materialtransport aber auch die zwischenzeitlich erfolgte Emission von Kohlenstoffdioxid und -monoxid verantwortlich sein, welche auch in größerer Entfernung zur Sonne erfolgt.

„Die beste Strategie, diese Fragen zu klären, ist abzuwarten“, so Dr. Sierks. „In den kommenden Monaten werden wir 67P weiter beobachten und so hoffentlich diese Prozesse aus nächster Nähe miterleben.“ Erst am 13. August 2015 wird der Komet 67P – auch weiterhin von Rosetta begleitet – in einer Entfernung von etwa 186 Millionen Kilometern zur Sonne das Perihel – den Punkt der dichtesten Annäherung an das Zentralgestirn unseres Sonnensystems – durchlaufen.

„Während sich der Komet weiter seinem Perihelion nähert nimmt auch die Intensität der Sonneneinstrahlung zu. Dabei werden auch die hellen Flecken, welche bisher noch im Schatten liegen, der direkten Sonneneinstrahlung ausgesetzt, was zu entsprechenden Veränderungen führen sollte“, so Matt Taylor, der für die Rosetta-Mission zuständige Projektwissenschaftler der ESA. „Eventuell werden dabei auch noch weitere und zudem größere eishaltige Bereiche freigelegt.“
Die hier kurz vorgestellten Forschungsergebnisse zu den Eisablagerungen auf der Oberfläche des Kometen 67P wurden von Antoine Pommerol et al. kürzlich unter dem Titel „OSIRIS observations of meter-sized exposures of H2O ice at the surface of 67P/Churyumov-Gerasimenko and interpretation using lasboratory experiments“ in der Fachzeitschrift Astronomy & Astrophysics publiziert.

Missionsverlängerung bis September 2016
Ursprünglich war von der ESA vorgesehen, dass die Raumsonde Rosetta die Untersuchung des Kometen 67P lediglich bis Ende Dezember 2015 fortsetzen soll. Aufgrund der Vielzahl der bisher erzielten wissenschaftlichen Ergebnisse und des guten Allgemeinzustandes der Raumsonde wurde jedoch bereits seit längeren allgemein davon ausgegangen, dass die Mission wohl verlängert werden wird (Raumfahrer.net berichtete). Dies wurde jetzt auch offiziell bestätigt. Am 23. Juni gab die ESA bekannt, dass das Science Programme Committee der europäischen Weltraumagentur die formelle Zustimmung zu einer Verlängerung der Mission um weitere neun Monate erteilt hat. Die Fortsetzung der Untersuchungen des Kometen in den 12 Monaten nach dessen Perihelpassage wird den Wissenschaftlern ein vollständigeres Bild von der zu- und abnehmenden Kometenaktivität im Verlauf seines Orbits vermitteln – so die wissenschaftliche Begründung dieser Missionsverlängerung bis zum September 2016.

„Dies sind fantastische Neuigkeiten für die Wissenschaft“, so Matt Taylor. „Wir werden in der Lage sein, die abnehmende Aktivität des Kometen zu beobachten, während er sich wieder von der Sonne entfernt. Durch den Vergleich detaillierter Vorher- und Nachher-Daten können wir besser verstehen, wie sich Kometen im Laufe ihrer Lebenszeit entwickeln.“ Wenn die Kometenaktivität nach dem Perihel wieder abnimmt, sollte es möglich sein, den Orbiter wieder deutlich näher an den Kometenkern zu manövrieren und so die Veränderungen der Kometeneigenschaften während und unmittelbar nach dessen kurzen ‚Sommers‘ genauer zu untersuchen.

Die zusätzlichen Beobachtungsdaten, welche Rosetta in diesem Zeitraum sammeln wird, können zudem auch einen weiteren Kontext für ergänzende erdbasierte Beobachtungen des Kometen 67P bilden. Aktuell befindet sich der Komet von der Erde aus betrachtet nahe der Sonne, wodurch sich erdbasierte Beobachtungen derzeit überaus schwierig gestalten.

Wo befindet sich Philae?
Des weiteren könnte im Rahmen dieser verlängerten Mission die Chance bestehen, bei einer erneuten signifikanten Annäherung von Rosetta an die Kometenoberfläche eine definitive visuelle Identifizierung des Kometenlanders Philae vorzunehmen, dessen endgültiger Standort bisher immer noch nicht zweifelsfrei bestimmt werden konnte (Raumfahrer.net berichtete). Auf den im Rahmen der bisherigen Suchkampagnen aus bis zu etwa 18 Kilometern Entfernung angefertigten Fotos waren zwar mehrere Kandidaten erkennbar, doch könnten Aufnahmen aus lediglich zehn oder noch weniger Kilometern Distanz die sicherste mögliche optische Bestätigung liefern.

Während der erweiterten Mission wird das für die Steuerung der Raumsonde verantwortliche Team dank der Erfahrungen, die es bereits bisher bei dem Betrieb von Rosetta in dem schwierigen Kometenumfeld gewonnen hat, einige neue und möglicherweise auch riskantere Manöver der Raumsonde durchführen können. Hierbei handelt es sich zum Beispiel um bisher nur angedachte Flüge über die Nachtseite des Kometen, um Plasma-, Staub- und Gas-Interaktionen in dieser Region zu beobachten. Des weiteren könnten im Rahmen dieser Manöver Proben des Kometenstaubs gesammelt werden, welcher in Form von Jets von der Kometenoberfläche entweicht und in der unmittelbaren Nähe des Kerns von Rosetta direkt untersucht werden könnte.

Definitives Missionsende
Aber irgendwann einmal gehen auch selbst die erfolgreichsten Weltraummissionen ihrem Ende entgegen. Im Fall der Rosetta-Mission ist dieses absehbare Ende dadurch bedingt, dass sich der Komet 67P bereits bald wieder von der Sonne entfernen und erneut in die ‚Tiefen‘ des Sonnensystems entschwinden wird. Dies hat zur Folge, dass die ausschließlich mit Sonnenenergie betriebene Raumsonde ab dem September 2016 nicht mehr genügend Sonnenlicht empfangen wird, um auch weiterhin effizient und kontinuierlich arbeiten zu können. Dies entspricht in etwa der Situation vom Juni 2011, als Rosetta für 31 Monate in einen ‚Winterschlaf‘ versetzt wurde, während sie die längste Etappe ihrer Reise in Richtung des Jupiter-Orbits zurücklegte (Raumfahrer.net berichtete).

Neben dem dann gegebenen ‚Energiemangel‘ kommt erschwerend hinzu, dass sich Rosetta und der Komet 67P ab dem Oktober 2016 von der Erde aus betrachtet wieder in der unmittelbaren Nähe der Sonne befinden werden – eine Konstellation, welche den Betrieb der Raumsonde sehr kompliziert. Da Rosetta bis dahin zudem auch den für weitere Bahnkorrekturmanöver benötigten Treibstoff aufgebraucht haben wird ist es auch nicht sinnvoll, die Raumsonde in einen erneuten Hibernationsmodus zu versetzen. Stattdessen gehen die derzeitigen Überlegungen dahin, dass Rosetta die Mission auf der Oberfläche des Kometen 67P beenden soll.

Sofern dieses angestrebte Szenario in die Praxis umsetzbar sein sollte, würde die Raumsonde über einen Zeitraum von etwa drei Monaten einen spiralförmig verlaufenden Sinkflug durchführen und schließlich auf der Oberfläche von 67P aufsetzen. Die an der Mission beteiligten Wissenschaftler erwarten, dass Rosetta in diesem Zeitraum die wissenschaftlichen Untersuchungen fortsetzen kann. Eventuell wäre es so möglich, einzigartige Daten aus bisher nie erreichter Nähe zu gewinnen. Allerdings ist es extrem unwahrscheinlich, dass diese Untersuchungen auch nach der erfolgten Landung, für die Rosetta definitiv nicht konstruiert wurde, fortgesetzt werden können. Sehr wahrscheinlich wird dieses Experiment mit einer ‚Bruchlandung‘ enden.

„Doch es gibt noch viel zu tun, um herauszufinden, ob dieses Missionsende tatsächlich möglich ist. Zunächst müssen wir den Zustand der Raumsonde nach dem Perihel untersuchen und sehen, wie gut sie in der Nähe des Kometen funktioniert. Später werden wir versuchen zu entscheiden, wo auf dem Kometen Rosetta abgesetzt werden könnte“, so Patrick Martin, der Missionsmanager des Rosetta-Teams.
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• Philae ist wieder wach! (14. Juni 2015)
• Mission Rosetta – Die Suche nach Philae dauert an (12. Juni 2015)
• Rosettas Komet ist jetzt auch bei Nacht aktiv (9. Juni 2015)
• Rosetta untersucht die Koma des Kometen 67P (5. Juni 2015)

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Fachartikel von Antoine Pommerol et al.:

• OSIRIS observations of meter-sized exposures of H2O ice at the surface of 67P/Churyumov-Gerasimenko and interpretation using lasboratory experiments (PDF, Volltext, engl.)

Der Beitrag Rosetta entdeckt Wassereisablagerungen auf 67P erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: ESA, DLR, MPS.

Bereits am 12. November 2014 erreichte der von der Kometensonde Rosetta mitgeführte Lander Philae nach einer unerwartet ‚holprig‘ verlaufenden Landung die Oberfläche des Kometen 67P/Tschurjumow-Gerassimenko (der Einfachheit halber ab hier als „67P“ abgekürzt), wo er in den folgenden Tagen mit acht von seinen zehn wissenschaftlichen Instrumenten erfolgreich eine Vielzahl an Messungen durchführte. Am 15. November waren jedoch die Energievorräte des Landers so weit aufgebraucht, dass dieser sich um 01:36 MEZ in einen ‚Schlafmodus‘ versetzte. Seitdem war es den an der Mission beteiligten Wissenschaftlern und Ingenieuren trotz mehrerer entsprechender Kampagnen (Raumfahrer.net berichtete über die damit verbundene Vorgehensweise) nicht möglich, einen erneuten Kontakt mit Philae zu etablieren.

Am 13. Juni 2015 konnte der für die Kommunikation mit Philae zwingend benötigte ‚Kometenorbiter‘ Rosetta jedoch zur Freude der an der Mission beteiligten Forscher nach einer Wartezeit von fast sieben Monaten erstmals wieder in Form einer zwar schwachen, aber stabilen Radiotransmission ein Lebenszeichen von seiner Tochtersonde registrieren (Raumfahrer.net berichtete). Im Rahmen dieser kurzen, lediglich 85 Sekunden andauernden Kommunikation war es dem Lander möglich, mehr als 300 Datenpakete mit einer Gesamtdatenmenge von 663 kbits via Rosetta an sein Kontrollzentrum auf der Erde zu übermitteln. Diese Daten, bei denen es sich um kürzlich durch den Lander aufgezeichnete Telemetriewerte handelte, zeigten, dass sich Philae offenbar in einem unerwartet guten Allgemeinzustand befindet. Im Inneren des Landers herrschte demzufolge eine Temperatur von minus 35 Grad Celsius, was absolut innerhalb der Vorgaben für diese Mission liegt. Zudem verfügte der Lander zu diesem Zeitpunkt über eine Energieleistung von 24 Watt.

Ein zweiter Kontakt am 14. Juni 2015
Des weiteren wurde im Rahmen dieser Datentransmission bekannt, dass sich im Speicher des Landers noch weitere rund 8.000 Datenpakete mit einer Gesamtdatenmenge von etwa zwei MB befinden, welche ebenfalls Aufschluss über den Status während der vergangenen Tage und eventuell Wochen liefern können, denn Philae war offenbar bereits seit längerem ‚wach‘, konnte dabei aber keinen Kontakt zu Rosetta herstellen. Für den Empfang dieser zusätzlichen Daten muss jedoch zunächst ein erneuter Kontakt zwischen Rosetta und Philae hergestellt werden. Die besten Chancen hierfür ergeben sich dann, wenn der Orbiter den vermuteten Standort des Landers mehr oder weniger direkt und zudem in einer möglichst geringen Entfernung überfliegt. Leider ist dies aufgrund der gegenwärtigen Flugbahn von Rosetta allerdings nicht der Fall. Trotz der schlechten Bedingungen konnte jedoch bereits am 14. Juni ein erneuter Kontakt mit dem Lander hergestellt werden. Diese zweite Verbindung war jedoch relativ instabil und dauerte nur wenige Sekunden an, weshalb im Verlauf dieser zweiten Datentransmission auch deutlich weniger Datenpakete die Erde erreichten.

Die bisherige Auswertung der im Rahmen dieser beiden Transmissionen empfangenen Daten zeigt jedoch, dass offenbar alle Systeme von Philae voll funktionsfähig sind. Erstaunlich positive Resultate ergeben sich zudem für den derzeitigen Temperatur- und Energiestatus des für seine Energieversorgung ausschließlich auf das Licht der Sonne angewiesenen Landers. Bisher gingen die an der Mission beteiligten Mitarbeiter davon aus, dass Philae an seinem derzeitigen Standort pro Kometentag – dieser dauert etwa 12,4 Stunden an – lediglich für einen Zeitraum von etwa 80 Minuten von dem Sonnenlicht erreicht wird. Die Auswertung der Daten zeigt jedoch, dass Philae stattdessen gegenwärtig pro Kometentag für fast drei Stunden Sonnenlicht empfängt. Zu Beginn dieses ‚Kometentages‘ erreicht Philae während der Zeit des Sonnenaufgangs eine Leistung von anfangs etwa 13 Watt. Dieser Wert steigert sich in den folgenden Stunden derzeit auf einen Wert von etwas mehr als 24 Watt. Des weiteren stellte sich zudem heraus, dass auch die Temperatur im Inneren des Landers zumindestens zeitweise offenbar deutlich höher ausfällt als die anfangs erwähnten minus 35 Grad Celsius. Im Rahmen der letzten Datenübertragung wurden ‚Spitzenwerte‘ von lediglich nur noch minus fünf Grad Celsius registriert.

„Derzeit werten wir immer noch die bisher empfangenen ‚Housekeeping‘-Daten des Landers aus. Aber wir können bereits jetzt sagen, dass alle Subsysteme auch nach mehr als einem halben Jahr auf der eisigen Oberfläche des Kometen nominell arbeiten und keine Anzeichen einer erkennbaren Degradation zeigen“, so der für den Betrieb des Kometenlanders zuständige Projektleiter Dr. Stephan Ulamec vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR).

Eine neue Flugbahn für Rosetta
Um weitere Daten von Philae zu empfangen muss jedoch zuerst eine stabile Funkverbindung zwischen Philae und Rosetta etabliert werden. Hierfür soll der Kometenorbiter jetzt auf eine neue, näher an der Kometenoberfläche und ‚direkter‘ über dem Standort von Philae verlaufende Flugbahn dirigiert werden.

Prinzipiell bestehen derzeit pro Kometentag ein Kommunikationsfenster zwischen den beiden Raumsonden. Während des ersten Kontaktes am 13. Juni überflog Rosetta die Kometenoberfläche in einer Entfernung von etwa 200 Kilometern. Während des zweiten, allerdings schlechteren Kontaktes etwa 24 Stunden später lag dieser Wert dagegen bei einem veränderten Überflugwinkel bei etwa 206 Kilometern. Während der möglichen Kommunikationsfenster in den folgenden Tagen befand sich Rosetta in Entfernungen von 220 bis zu 235 Kilometern zu der Oberfläche von 67P und konnte – vermutlich auch durch einen nochmals schlechter ausfallenden Winkel zwischen dem Standort des Landers und dem Orbiter – keine weiteren Signale von Philae empfangen.

Bereits am 15. Juni wurde von den für den Betrieb von Rosetta verantwortlichen Wissenschaftlern der ESA, des DLR und der französischen Raumfahrtagentur CNES in Übereinstimmung mit den für die Überwachung des Kometenorbiters verantwortlichen Missionsanalytikern und Flugdynamik-Ingenieuren am Raumflugkontrollzentum der ESA beschlossen, den Kometenorbiter auf eine neue Flugbahn zu dirigieren, welche die Möglichkeiten einer Kommunikation zwischen Philae und Rosetta optimieren sollte. Diese neu einzunehmende Flugbahn wird in einer Höhe von nur noch etwa 180 Kilometern über der Oberfläche von 67P verlaufen und soll dabei etwas ‚direkter‘ als bisher über den Standort des Landers führen.

Die entsprechenden Kommandos wurden ebenfalls bereits am 15. Juni an Rosetta übermittelt. Die damit durchzuführende Veränderung der Flugbahn wird in zwei Schritten erfolgen, wobei das erste Kurskorrekturmanöver bereits am gestrigen Mittwoch erfolgte. Ein zweites, abschließendes Korrekturmanöver ist für den Vormittag des 20. Juni vorgesehen. Sollte durch diese neue Flugbahn wirklich ein besserer und zudem stabiler Kontakt zu Philae ermöglicht werden, so könnte der Lander bereits in Kürze auch wieder wissenschaftlich aktiv werden, denn es ist ein vorhersagbarer und kontinuierlicher Kontakt nötig, um dem Lander Anweisungen für die erneute Aktivierung der Messinstrumente und die durchzuführenden Analysen zu übermitteln. Die exakten Planungen hierfür hängen in erster Linie von dem aktuellen technischen Zustand von Philae ab.

Ein möglicher erneuter wissenschaftlicher Betrieb
„Wir sind zuversichtlich, schon bald wieder wissenschaftliche Messungen durchführen zu können“, so Dr. Hermann Böhnhardt vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung (MPS) in Göttingen, der wissenschaftliche Leiter der Philae-Mission, denn in den vergangenen Monaten hatten die verschiedenen Instrumenten-Teams bereits vorsorglich diverse Strategien entwickelt, wie sich die Analysegeräte von Philae im Notfall auch mit wenig Energie betreiben lassen und trotzdem verwertbare Resultate liefern könnten. Für die praktische Umsetzung dieser Ideen wären auch die zuletzt registrierten 24 Watt Leistung ausreichend. „Zudem besteht durchaus die Aussicht, dass uns in den nächsten Wochen noch mehr Energie zur Verfügung stehen könnte“, so Dr. Hermann Böhnhardt weiter.

Sollte Philae in Zukunft wirklich erneut Daten liefern können, so wäre dies ein absoluter und im Vorfeld der Mission nicht vorhersehbarer Glücksfall für die beteiligten Wissenschaftler. Wäre der Lander an seinem ursprünglich vorgesehenen Landeort zum Stehen gekommen, so wäre dessen Mission wohl bereits spätestens im März 2015 beendet gewesen. Spätestens zu diesem Zeitpunkt wären an diesem Standort aufgrund der dann fast den gesamten Kometentag andauernden direkten Sonneneinstrahlung Temperaturen erreicht worden, welche zu einer ‚Überhitzung‘ der internen Systeme und dadurch bedingt zu einem Ausfall des Landers geführt hätten.

Stattdessen könnte sich jetzt für die Wissenschaftler eventuell die Gelegenheit ergeben, erstmals Daten direkt von der Oberfläche eines Kometen zu gewinnen, welcher sich auf seiner Umlaufbahn um die Sonne dem Perihel nähert. Erst am 13. August 2015 wird der Komet 67P in einer Entfernung von etwa 186 Millionen Kilometern zur Sonne seinen Punkt der dichtesten Annäherung an das Zentralgestirn unseres Sonnensystems durchlaufen.

Welche Instrumente des Landers dabei zu welchem Zeitpunkt und in welchem Umfang aktiviert werden sollen oder überhaupt in Betrieb genommen werden können muss sich jedoch erst noch durch die Analyse weiterer Telemetriedaten sowie durch die Bestimmung der exakten Position und Ausrichtung des Landers auf der Oberfläche von 67P herausstellen. Auf jeden Fall bleibt es somit auch in den kommenden Tagen und Wochen weiterhin spannend bei der fortdauernden Untersuchung des Kometen 67P/Tschurjumow-Gerassimenko. Dies ergibt sich dabei bereits alleine durch die Tatsache, dass auch die an den elf wissenschaftlichen Instrumenten von Rosetta beteiligten Wissenschaftler ihre Planungen aufgrund der neuen Flugbahn des Orbiters komplett umgestalten mussten.

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Ein Beitrag von Klaus Donath und Martin Knipfer. Quelle: DLR, ESA. Vertont von Peter Rittinger.

Am 12. November 2014 kam es gegen 17 Uhr mitteleuropäischer Zeit zu einem historischen Moment: Das erste Mal in der Geschichte der Menschheit landete ein von Menschen geschaffenes Objekt auf einem Kometen. Der Lander Philae war zuvor mehr als zehn Jahre lang an Bord der Raumsonde Rosetta durch das All zu dem Kometen 67P/Tschurjumow-Gerasimenko gefolgen. Doch bei der Landung konnte Philae sich nicht an dem Untergrund des Kometen festhalten: Der etwa kühlschrankgroße Lander sprang ab und hüpfte drei Mal über den Kometen hinweg. Der Platz, bei dem Philae letztendlich zur Ruhe kam, lag jedoch im Schatten, was zur Folge hatte, dass die Solarzellen keinen Strom erzeugen konnten. Deshalb musste der Lander mit dem gespeicherten Strom aus der Batterie auskommen. So konnten bereits ein paar wissenschaftliche Untersuchungen durchgeführt werden. Doch am 15. November 2014 um 1.15 Uhr war die Energie aufgebraucht: Der Lander schaltete sich ab.

Doch die beteiligten Wissenschaftler der europäischen Raumfahrtagentur ESA gaben die Hoffnung nicht auf: Sie hofften, dass der Lander wieder von der Sonne bestrahlt wird, während sich „sein“ Komet immer näher unserem Zentralgstirn annähert. So kann wieder die nötige Energie erzeugt werden, um den Lander weiter zu betreiben. Seit dem 12. März wurde immer wieder die Kommunikationseinheit des Orbiters Rosetta aktiviert, um nach Signalen von Philae zu suchen. Doch es war alles andere als klar, ob der Lander überhaupt noch dazu in der Lage war: Immerhin musste er mehrere Monate in der eisigen Kälte ausharren. Auch hätte eine zu plötzliche Erwärmung schädlich für den Lander sein können. Die Hoffnungen der Wissenschaftler waren also sehr optimistisch.

Doch nun, am 14. Juni, konnte eine Sensation bekanntgegeben werden: Philae war am 13. Juni 2015 um 22.28 Uhr aufgewacht und hat bereits mehr als 300 Daten gesendet. Bei der Analyse der Daten zeigte sich, dass Philae schon länger wach war: „Wir haben auch historische Daten erhalten – bisher war dem Lander allerdings noch nicht gelungen, mit uns Kontakt aufzunehmen.“ Nun warten Wissenschaftler auf weitere Daten beim nächsten Kontakt. Angeblich sind noch weitere 8000 Datenpakete auf den Speichern vorhanden von denen sich Wissenschaftler weitere Daten erhoffen. 85 Sekunden hat der erste Kontakt gedauert. Der Lander ist momentan -35 °C kalt und verfügt über 35 Watt. Philae ist bereit für Untersuchungen.

Mehr dazu in Kürze…

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Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung, DLR, ESA.

Nach einem mehr als zehn Jahre andauernden Flug durch unser Sonnensystem erreichte die von der europäischen Weltraumagentur ESA betriebene Raumsonde Rosetta am 6. August 2014 das Ziel ihrer Reise – den Kometen 67P/Tschurjumow-Gerassimenko (der Einfachheit halber ab hier als „67P“ abgekürzt). Seitdem ‚begleitet‘ Rosetta diesen Kometen auf seinem weiteren Weg in das innere Sonnensystem und untersucht dieses Relikt aus der Entstehungsphase unseres Sonnensystems dabei intensiv mit elf wissenschaftlichen Instrumenten aus Entfernungen zwischen acht bis hin zu mehreren hundert Kilometern.

Bereits am 12. November 2014 wurde dabei einer der Höhepunkte dieser überaus ambitionierten und erfolgreichen Mission zur Erforschung unseres Sonnensystems erreicht: An diesem Tag wurde der von der Raumsonde mitgeführte Kometenlander Philae von Rosetta abgetrennt (Raumfahrer.net berichtete live aus den Raumsondenkontrollzentren in Darmstadt und Köln), welcher um 16:35 MEZ im Bereich der ursprünglich vorgesehenen Landestelle „Agilkia“ (ehemals als „Landeplatz J“ benannt) die Oberfläche des Kometen 67P erreichte. Allerdings prallte Philae bei dieser Landung von der Oberfläche ab. Es folgte ein etwa zweistündiger Schwebeflug, bevor die Landeeinheit nach zwei weiteren Kontakten mit der Kometenoberfläche an ihrem jetzigen Standort im Bereich der finalen Landestelle „Abydos“ niederging.

An diesem finalen Standort bot sich für den bei seiner Energieversorgung auf die Sonnenenergie angewiesenen Lander aufgrund der dort gegebenen schlechten Beleuchtungsverhältnisse – die Sonne erreichte Philae an diesem Standort pro ‚Kometentag‘ für lediglich etwas mehr als eine Stunde – keine Möglichkeit, die Energiereserven in einem ausreichenden Umfang zu erneuern. Trotzdem konnte der Lander – mit der Energie aus einer auf eine Einsatzdauer von etwa 60 Stunden ausgelegten Batterie versorgt – in den folgenden 56 Stunden eine Vielzahl an Messungen durchführen. Die dabei gesammelten Daten der zehn Instrumente des Landers wurden regelmäßig bei jedem sich öffnenden Kommunikationsfenster an die Erde übertragen, bevor die Energiereserven am 15. November 2014 so weit erschöpft waren, dass sich Philae an diesem Tag um 01:36 MEZ in einen ‚Schlafmodus‘ versetzte.

Seitdem sind die an dieser Mission beteiligten Wissenschaftler neben der Auswertung der zwischenzeitlich gesammelten Daten damit beschäftigt, den Ablauf der Landung zu rekonstruieren und auch den exakten Ort, an dem Philae letztendlich im Bereich der Region „Abydos“ zum Stillstand kam, zu identifizieren. Dabei greifen die Kometenforscher auf eine Vielzahl von Informationen wie zum Beispiel Aufnahmen der verschiedenen Kamerasysteme, Messungen des Magnetfeldes und Untersuchungen mit Radiowellen zurück.

Landung in mehreren Etappen
Sowohl die Navigationskamera von Rosetta als auch die OSIRIS-Kamera – die unter der Leitung von Mitarbeitern des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung (MPS) in Göttingen entwickelte und betriebene Hauptkamera an Bord des Kometenorbiters – konnten die erste Landestelle eindeutig identifizieren. Zusätzlich lieferte die ROLIS-Kamera von Philae, die während dieser ersten Landung wie für dieses Manöver vorgesehen senkrecht nach unten blickte, aus einer Entfernung von lediglich neun Metern hochaufgelöste Aufnahmen von dieser Stelle.
Nach dem Abprallen von „Agilkia“ konnte der jetzt weiterfliegende Lander zudem in weiteren Aufnahmen, welche ebenfalls sowohl von der Navigationskamera als auch von der OSIRIS-Kamera angefertigt wurden, ausgemacht werden. Eine weitere Aufnahme von OSIRIS, welche einige Zeit später entstand, zeigt einen hellen Fleck über dem Horizont der großen „Hatmehit“-Vertiefung auf dem ‚Kopf‘ des Kometen. Hierbei, so die Wissenschaftler, handelt es sich aller Wahrscheinlichkeit nach ebenfalls um Philae.
Die Messdaten des ROMAP-Instruments an Bord von Philae, mit denen primär das Magnetfeld von 67P untersucht werden sollte, liefern weitere Einzelheiten, welche auch präzise Zeitangaben zu dem weiteren Verlauf des Schwebefluges beinhalten (Raumfahrer.net berichtete). So halten es die Wissenschaftler aufgrund dieser Daten für wahrscheinlich, dass der Lander um 17:20 MEZ zunächst eine Oberflächenstruktur streifte und dadurch bedingt ins Schlingern geriet. Zu einem dritten Bodenkontakt kam es um 18:25 MEZ. Hierauf folgte ein weiterer, allerdings deutlich kürzerer ‚Hüpfer‘, welcher nur sieben Minuten andauerte. Um 18:32 setzte Philae schließlich an seinem jetzigen Standort im Bereich der Landestelle „Abydos“ auf. Insgesamt dürfte sich Philae im Rahmen dieses ungeplanten Weiterfluges mehr als einen Kilometer von dem Ort des ersten Bodenkontakts entfernt haben.

Aber wo genau befindet sich Philae jetzt?
Aufnahmen, welche die Lander-Kamerasysteme ROLIS und CIVA während der jetzt folgenden fast 60-stündigen wissenschaftlichen Messungen anfertigten, ermöglichten den beteiligten Wissenschaftlern einen ersten Einblick in diese finale Landestelle. Philae befindet sich demzufolge in einem sehr rauem Terrain. Der Lander ist möglicherweise gegen eine Klippe gekippt und befindet sich definitiv während der meisten Zeit der 12,4 Stunden andauernden Rotationsperiode des Kometen um seine Achse weitestgehend im Schatten.

In den Tagen und Wochen nach der Landung bemühte sich das von Dr. Holger Sierks vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung (MPS) in Göttingen geleitete OSIRIS-Team, Philae in den inzwischen neu angefertigten Aufnahmen der vermuteten Landeregion aufzuspüren. Dies erwies sich jedoch als eine äußerst komplizierte Aufgabe, welche sowohl durch das zerklüftete Terrain und die schlechten Beleuchtungsverhältnisse, aber auch durch die geringen Abmessungen der Landeeinheit und durch die relativ großen Entfernung zwischen Rosetta und der Kometenoberfläche erheblich erschwert wurde.

Die am höchsten aufgelösten Aufnahmen dieser Landeregion, welche nach dem 12. November 2014 angefertigt wurden, stammen von Mitte Dezember 2014. Zu dieser Zeit bewegte sich der Orbiter in einer Entfernung von etwa 18 Kilometern zu 67P. Bei dieser Distanz bietet die Telekamera des OSIRIS-Komplexes eine Auflösung von 34 Zentimetern pro Pixel. Der Lander Philae verfügt dagegen über eine Abmessung von lediglich 1 x 1 x 1 Metern. Und auch die drei Beine des Landergestells erstrecken sich – ausgehend vom Mittelpunkt der Unterseite des Landers – über jeweils nur 1,4 Meter. Unter der Berücksichtigung der Abmessungen des Landers, seiner Reflektivität und dessen berechnete Orientierung auf der Oberfläche sowie dem Auflösungsvermögen der Kameraoptik dürfte Philae in diesen OSIRIS-Aufnahmen eine Fläche von lediglich einigen wenigen Pixeln überdecken.

In den entsprechenden Aufnahmen von der ‚Kopf‘-Region des Kometen 67P konnte das OSIRIS-Team trotz dieser komplizierten Voraussetzungen dennoch einige potentielle Kandidaten entdecken. Hierbei handelt es sich um verschiedene helle Flecken, welche jeweils nur wenige Pixel einnahmen. Dabei war – und ist immer noch – allerdings unklar, ob einer dieser Flecken – und wenn ja welcher – wirklich den gesuchten Lander darstellt, denn derartige helle Flecken treten auf der Oberfläche des Kometenkerns relativ häufig auf und viele dieser Strukturen sind dabei nicht von Dauer. So können etwa kleinere Strukturen des Kometenkerns unter günstigen Belichtungsbedingungen kurzzeitig ‚aufblitzen‘. Zu späteren Zeitpunkten sind diese dann jedoch nicht mehr erkennbar.

Um dieses Problem zu lösen analysierten mehrere Wissenschaftler unter der Leitung des OSIRIS-Team-Mitarbeiters Phillipe Lamy vom Laboratoire d’Astrophysique de Marseille (LAM) und vom Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie (IRAP) in Frankreich verschiedene Aufnahmen der gleichen Regionen, welche vor und nach der Landung unter vergleichbaren Beleuchtungsverhältnissen aufgenommen wurden. Dadurch verringerte sich die Gefahr, bei der Suche nach Philae durch das flüchtige Aufblitzen von Oberflächenstrukturen in die Irre geführt zu werden. Die Wissenschaftler suchten auf diese Weise eine weite Region ab, welche auch die erwartete Landestelle einschloss, und identifizierten tatsächlich einen vielversprechenden Kandidaten. Die betreffende Struktur ist in zwei am 12. und 13. Dezember 2014 angefertigten Aufnahmen zu sehen, nicht aber auf einer vorherigen Aufnahme vom 22. Oktober 2014.

„Obwohl die ‚Vorher‘- und ‚Nachher‘-Bilder mit verschiedenen räumlichen Auflösungen aufgenommen wurden, stimmen verschiedene topographische Details gut überein – bis auf einen hellen Fleck. Diesen schlagen wir als einen vielversprechenden Kandidaten für Philae vor“, so Phillipe Lamy. „Der Fleck zeigt sich in zwei verschiedenen Aufnahmen von Dezember 2014. Es kann sich folglich nicht um einen Detektorfehler oder um ein Staubkorn [aus der Koma des Kometen] handeln.“

Allerdings lässt sich nicht mit Sicherheit sagen, ob diese Vermutung tatsächlich zutrifft. Wegen der vergleichsweise langen Zeitspanne, welche zwischen den ‚Vorher‘- und den ‚Nachher‘-Aufnahmen verstrichen ist, könnte dieses Objekt auch auf eine rein physikalisch bedingte Veränderung direkt auf der Kometenoberfläche – etwa die zwischenzeitlich erfolgte Freilegung von ‚frischem‘ Material – zurückzuführen sein. Die geringe Sonneneinstrahlung an dieser Stelle macht derartige Veränderungen zwar unwahrscheinlich, jedoch keineswegs unmöglich.

Die Landezone ist zumindestens eingegrenzt
Glücklicherweise stehen den Wissenschaftlern jedoch noch weitere Informationen zur Verfügung. Aus den Aufnahmen der OSIRIS-Kamera konnte die Flugbahn ermittelt werden, auf der Philae die erste Landestelle verließ. Radiosignale, welche das CONSERT-Experiment nach der Landung zwischen Rosetta und Philae austauschte, schränken die Möglichkeiten für Philaes endgültigen Standort weiter ein. Aus den Messungen der Signallaufzeiten zwischen Rosetta und Philae, der exakt bekannten Flugbahn von Rosetta und dem derzeit genauesten zur Verfügung stehenden Modell der äußeren Gestalt des Kometen konnte das CONSERT-Team durch zahlreiche Computersimulationen den endgültigen Standort auf eine Ellipse eingrenzen. Diese befindet sich direkt am Rand des „Hatmehit“-Beckens und verfügt über eine Ausdehnung von etwa 16 x 160 Metern.

„Wir haben mehrere mögliche Lander-Kandidaten in den OSIRIS-Aufnahmen identifiziert, sowohl grob in der Region, die CONSERT vorgibt, als auch in der Umgebung“, so Dr. Holger Sierks. „Während unserer Suche im Dezember lag ein Winkel von 90 Grad zwischen Rosetta und der Verbindungslinie zwischen Sonne und Komet. Rosetta flog somit entlang der Tag-Nacht-Grenze. Es ist daher möglich, dass Philaes Solarpaneele zwar beleuchtet, wegen des rauen Terrains aus Rosettas Perspektive jedoch nicht zu sehen waren. Dadurch sind sie schwierig, wenn nicht gar unmöglich zu finden.“

Die CONSERT-Ellipse schließt die Mehrheit der zuvor beobachteten Kandidaten mit einer großen Wahrscheinlichkeit aus. Allerdings gibt es mindestens einen verbliebenen Kandidaten in der unmittelbaren Nähe dieser Ellipse – hierbei handelt es sich tatsächlich um den bereits von Phillipe Lamy und dessen Team vorgeschlagenen Kandidaten – sowie weitere Objekte in der näheren Umgebung, welche ebenfalls immer noch in Frage kommen.

Für eine gewisse Unsicherheit sorgt dabei die Tatsache, dass sich alle verbliebenen Kandidaten etwas außerhalb der vorhergesagten Landeellipse befinden. Allerdings hängt die genaue Lage der Ellipse letztendlich entscheidend von der genauen Form des Kometen ab. Das entsprechende Modell wird von den an der Mission beteiligten Wissenschaftlern fortwährend verfeinert. Kleinere Korrekturen bezüglich der exakten Lage und Ausrichtung der Ellipse sind deshalb durchaus noch möglich.

Letztendlich werden höher aufgelöste Aufnahmen – und somit auch weitere nahe Vorbeiflüge an der Oberfläche des Kometen – nötig sein, um den Kometenlander Philae zweifelsfrei aufzuspüren. Wegen der in den letzten Monaten immer weiter zunehmenden Aktivität von 67P dürfte dies jedoch zumindestens in der näheren Zukunft erst einmal nicht möglich sein (Raumfahrer.net berichtete). Derzeit bewegt sich Rosetta auf einer Bahn, welche in einem Abstand von mehr als 200 Kilometern zu der Oberfläche des Kometen verläuft. Im weiteren Verlauf der Mission sollte die Raumsonde jedoch spätestens gegen Ende des Jahres 2015 wieder in der Lage sein, sich auch ohne größere Gefahren wieder näher an den Kometenkern heran zu bewegen und weitere Detailaufnahmen zu erstellen.

Eine weitere Horchkampagne
Zu der endgültigen Klärung der Frage über seinen Standort könnte jedoch bereits in den kommenden Tagen und Wochen der Lander selbst beitragen. Bedingt durch die zunehmende Annäherung des Kometen 67P an die Sonne verbessern sich im Bereich des jetzigen Standortes von Philae die dort gegebenen Beleuchtungs- und Temperaturbedingungen immer weiter. Hierdurch bedingt könnte in Zukunft wieder ausreichend Sonnenlicht zur Verfügung stehen, damit der Lander Philae aus seinem derzeitigen ‚Winterschlaf‘ erwacht und sich reaktiviert. Das CONSERT-Experiment könnte dann weitere Messungen durchführen und die bisherigen Unsicherheiten bezüglich des Aufenthaltsortes von Philae deutlich verringern.

Eine weitere entsprechende Horchkampagne nach einem ‚Lebenszeichen‘ von dem Lander begann bereits am 30. Mai 2015. Raumfahrer.net berichtete über die damit verbundenen Aktivitäten sowie über die Bedingungen, welche für eine erneute Aktivierung des Landers erfüllt sein müssen.

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Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: ESA, JPL, Astronomy & Astrophysics.Vertont von Peter Rittinger.

Nach einem mehr als zehn Jahre andauernden Flug durch unser Sonnensystem erreichte die von der europäischen Weltraumagentur ESA betriebene Raumsonde Rosetta am 6. August 2014 das Ziel ihrer Reise – den Kometen 67P/Tschurjumow-Gerassimenko (der Einfachheit halber ab hier als „67P“ abgekürzt). Seitdem ‚begleitet‘ Rosetta diesen Kometen auf seinem weiteren Weg in das innere Sonnensystem und untersucht dieses Relikt aus der Entstehungsphase unseres Sonnensystems dabei intensiv mit elf wissenschaftlichen Instrumenten aus Entfernungen zwischen acht bis hin zu einigen hundert Kilometern.

Bei einem der dabei zum Einsatz kommenden Instrumente handelt es sich um ein abbildendes Spektrometer namens „ALICE“, welches in erster Linie die chemische Zusammensetzung der Koma des Kometen 67P im ultravioletten Wellenlängenbereich analysieren soll. Dies beinhaltet unter anderem Messungen zur Bestimmung der Häufigkeit der Edelgase Helium, Neon, Argon, Krypton und Xenon. Aus den relativen Häufigkeiten dieser Gase lassen sich Informationen über die Umgebungstemperatur zum Zeitpunkt der Kometenentstehung ableiten. Des weiteren sucht ALICE in der Kometenkoma nach atomarem oder ionisiertem Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff und Kohlenstoff sowie nach signifikanten Molekülverbindungen wie Wasser, Kohlenstoffmonoxid und Kohlenstoffdioxid. Eine ausführlichere Beschreibung des ALICE-Spektrometers finden Sie auf dieser Internetseite der ESA in englischer Sprache.

Zweistufige Aufspaltung der Gasmoleküle in der Koma
Ein von Paul D. Feldman, Professor für Physik und Astronomie an der Johns-Hopkins-Universität in Baltimore im US-Bundesstaat Maryland, geleitetes Team hat jetzt die Prozesse untersucht, welche zu dem rapiden Zerfall von Wasser- und Kohlenstoffdioxidmolekülen in der Koma des Kometen 67P führen. Hierfür analysierte das Team die Daten, welche von dem ALICE-Instrument zwischen August und November 2014 gewonnen wurden. In diesem Zeitraum umkreiste die Raumsonde Rosetta den Kometen 67P in Entfernungen zwischen lediglich acht bis hin zu etwa 80 Kilometern zu dessen Oberfläche.

Mit dieser Studie analysierten die beteiligten Wissenschaftler somit realtiv ’nahe am Kometenkern‘ die Emissionen von Wasserstoff- und Sauerstoffatomen, welche durch die Aufspaltung von Wassermolekülen freigesetzt werden. Ebenfalls untersucht wurden die ursprünglich in Kohlenstoffdioxidmolekülen enthaltenen Kohlenstoffatome. Dabei stellte sich heraus, dass die zugrunde liegenden Moleküle in einem zweistufigen Prozess aufgebrochen werden. Letztendlich werden die von dem Kometen 67P abgegebenen Gasmoleküle jedoch durch Elektronen und nicht – wie es bislang allgemein angenommen wurde – durch solare Photonen aufgespalten.

Zunächst trifft laut dieser Studie ein von der Sonne ausgehendes Photon ein in der Kometenkoma befindliches Wassermolekül und ionisiert dieses. Im Rahmen dieses Vorganges löst das Photon ein Elektron aus dem ‚getroffenen‘ Molekül heraus. Erst diese freigesetzten Elektronen treffen anschließend auf weitere Wassermoleküle in der Koma. Durch die dabei erfolgende Energieübertrag werden die Moleküle in einzelne Molekülbruchstücke oder gänzlich in jeweils zwei Wasserstoff- sowie ein Sauerstoffatom aufgespalten. Alle so freigesetzten Molekülbruchstücke und Atome befinden sich jetzt in einem angeregten Zustand und geben ihre überschüssigen Energien dabei in Form von ultravioletter Strahlung ab, deren charakteristische Wellenlängen von dem ALICE-Instrument registriert werden können. Gleichermaßen führt der Aufprall eines Elektrons auf ein Kohlenstoffdioxidmolekül zu dessen Aufspaltung in einzelne Atome, was die ebenfalls von ALICE beobachteten Kohlenstoffemissionen verursacht.

„Durch die Analyse der relativen Intensitäten der von uns beobachteten atomaren Emissionen konnten wir feststellen, dass wir tatsächlich die ursprünglichen Moleküle beobachten, die von Elektronen in der unmittelbaren Nähe des Kometenkerns – lediglich etwa einen Kilometer von diesem entfernt – aufgebrochen werden“, so Prof. Paul Feldman.

Die größte Aktivität fand bisher in der ‚Halsregion‘ statt
„Durch die Analyse der Emissionen von Wasserstoff- und Sauerstoffatomen, die von den Wassermolekülen abgespalten werden, können wir außerdem die Position und die Struktur der Wasserschwaden, die aus der Kometenoberfläche heraustreten, bestimmen“, so Joel Parker vom Southwest Research Institute (SwRI) in Boulder im US-Bundesstaat Colorado und einer der an dieser Studie beteiligten Forscher.

Hierbei zeigte sich, dass zum Zeitpunkt der zugrunde liegenden ALICE-Messungen in erster Linie der schmale ‚Halsbereich‘, welcher die beiden Hauptkörper des Kometenkerns miteinander verbindet, Wasserdampf freisetzte. Diese Beobachtung konnte durch die Aufnahmen der an Bord von Rosetta befindlichen Kamerasysteme sowie mit den Instrumenten MIRO, ROSINA, VIRTIS und RPC-IES bestätigt werden. Die Freisetzung von Wasserdampf erfolgt laut den Messergebnissen anscheinend kontinuierlich und weist keine größeren Schwankungen auf. Die Freisetzungsraten von Kohlenstoffdioxid variiert dagegen zeitlich.

„Diese frühen Ergebnisse zeigen, wie wichtig es ist, einen Kometen in unterschiedlichen Wellenlängenbereichen und mit unterschiedlichen Technologien zu untersuchen, um so verschiedene Aspekte der Kometenumwelt zu erforschen“, so Matt Taylor, der für die Rosetta-Mission zuständige Projektwissenschaftler der ESA. „Wir verfolgen derzeit, wie sich der Komet entwickelt, während er auf seinem Orbit der Sonne immer näher kommt, bis er im August sein Perihel erreicht. Wir sehen, wie die Schwaden wegen der zunehmenden Sonnenwärme immer aktiver werden und untersuchen die Auswirkungen der Interaktion des Kometen mit dem Sonnenwind.“

Während der vergangenen Monate konnten die an der Rosetta-Mission beteiligten Wissenschaftler eine durch die fortschreitende Annäherung an die Sonne bedingte kontinuierlich zunehmende Aktivität des Kometen 67P beobachten. Obwohl es noch etwa zwei Monate dauern wird, bis 67P auf seiner Umlaufbahn um die Sonne am 13. August 2015 in einer Entfernung von etwa 186 Millionen Kilometern zur Sonne das Perihel – den Punkt der dichtesten Annäherung an das Zentralgestirn unseres Sonnensystems – durchlaufen wird, ist der Komet bereits jetzt von einer deutlich erkennbaren Koma aus Gas und Staubpartikeln umgeben.
Die hier kurz vorgestellten Forschungsergebnisse über die Molekülaufspaltung in der Koma des Kometen 67P wurden von Prof. Paul Feldman et al. am 2. Juni 2015 in der Fachzeitschrift Astronomy and Astrophysics unter dem Titel „Mesaurements of the near-nucleus coma of Comet 67/P Churyumov-Gerasimenko with the Alice far-ultraviolet spectrograph on Rosetta“ publiziert.

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Fachartikel von Paul D. Feldman et al.:

• Mesaurements of the near-nucleus coma of Comet 67/P Churyumov-Gerasimenko with the Alice far-ultraviolet spectrograph on Rosetta (PDF, Volltext, engl.)

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Quelle: Steve Münker

„Raumsonde Rosetta“ ist ein 160 Seiten starkes, qualitativ gutes Hardcover und wird vom Kosmos-Verlag verlegt. Mit 57 Farbfotos, 21 Schwarzweißfotos und 44 Farbzeichnungen ist es reich bebildert. Der Preis in Deutschland liegt bei 24,99 €, die ISBN lautet 978-3-440-13083-4.

Die beiden Autoren des Buches sind Herr Dr. Diedrich Möhlmann, ein emeritierter Professor am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Berlin-Adlershof, und Herr Dr. Stephan Ulamec, der Projektleiter der Landeeinheit von Rosetta, Philae, am DLR in Köln.

Dem Buch merkt man sofort an, dass die beiden Verfasser die Materie, über die sie schreiben, sehr gut kennen. Der Text ist dicht gepackt mit Informationen, bleibt aber gleichwohl übersichtlich, gut lesbar und verständlich. Dazu tragen sicherlich auch die zahlreichen Abbildungen, Zeichnungen und Tabellen bei, welche besonders den visuell geprägten Lesern sehr entgegenkommen.

Ein weiterer Pluspunkt des Buches sind die eingestreuten Glossare, die wichtige Begriffe gesondert erläutern. Zusätzliche Buchtipps und weiterführende Internetadressen runden das Informationsangebot ab.

Das Buch lässt sich generell in zwei, etwa gleichgroße Abschnitte einteilen: Die Gejagten (Kometen und Asteroiden) und die Jäger (allerhand Raumsonden).

Im ersten Teil wird auf die frühe Erforschungsgeschichte, den Aufbau, die Herkunft und die Eigenheiten von Kometen und Asteroiden eingegangen. Dies wird unter anderen am Beispiel der Kometen Halley, Shoemaker-Levy 9, Hale-Bopp und natürlich Rosettas Zielkometen Tschurjumow-Gerasimenko ausgeführt.

Im zweiten Teil werden alle Sonden, die an einem Kometen oder Asteroiden vorbei geflogen sind, auf ihm aufsetzten oder gar einschlugen, und ihre Missionen erwähnt. Ausführlicher werden hier die Giotto-Sonde und die Raumflottille zum Halley´schen Kometen im Jahre 1986 beschrieben.

Zu guter Letzt folgt dann die ausführliche Beschreibung der Rosetta-Mission. Dabei werden die Entwicklungsgeschichte und die Ziele der Mission, die wissenschaftliche Nutzlast, der Aufbau von Orbiter und Lander und zuletzt die lange Anreise der beiden beschreiben.

Meiner Meinung nach sollten an diesem Buch neugierige Einsteiger, wie auch alte „Missionshasen“ Gefallen finden, da es alle relevanten Informationen in gebündelter und gut nachvollziehbarer Form bereithält.

Das Gimmick zum Schluss: Das Buch enthält eine Bastelanleitung für den Philae-Lander. Die dafür nötigen Schablonen kann man sich kostenlos beim Verlag herunterladen.

Das große Manko des Buches: Es endet mit dem erfolgreichen Erwachen der Sonde. Was darauf folgt ist eine andere Geschichte, welche noch geschrieben werden muss und zur Zeit noch im Dunkel liegt. Ich hoffe auf jeden Fall auf eine Fortsetzung des Buches.

Steve Münker

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Der Beitrag Neu auf dem Büchermarkt: Raumsonde Rosetta erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: ESA, DLR, FU Berlin.

Bereits am 20. Januar 2014 beendete die von der Europäischen Weltraumagentur ESA betriebenen Raumsonde Rosetta ihren 957 Tage andauernden „Winterschlaf“ und steht seitdem in einer regelmäßigen Verbindung mit ihrem Kontrollzentrum am ESOC in Darmstadt. Während der letzten Wochen erfolgte dabei die schrittweise Wiederinbetriebnahme der Raumsonde. Neben den verschiedenen Hardwarekomponenten wurden und werden dabei derzeit auch die verschiedenen Instrumente von Rosetta und des mitgeführten Kometenlanders Philae ausführlich getestet, kalibriert und anschließend aktiviert.

OSIRIS ist bereit
Als erstes wurden die damit verbundenen Arbeiten bei der OSIRIS-Kamera, der vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung (MPS) entwickelten und betriebenen Hauptkamera der Raumsonde, beendet. Am 20. und 21. März fertigte diese Kamera dann auch die ersten Aufnahmen des Ziels der Mission seit dem „Wiedererwachen“ an, wobei sowohl das Weitwinkel- als auch das Teleobjektiv von OSIRIS zum Einsatz kamen.

Aufgrund der immer noch großen Entfernung von etwa fünf Millionen Kilometern zu dem Kometen – dies entspricht in etwa dem 13fachen Abstand zwischen Erde und Mond – ist der Komet selbst auf dem Telefoto nur als ein lichtschwaches Pünktchen mit einer Ausdehnung von etwa einem Pixel erkennbar, welches vor dem mit Sternen übersättigten Hintergrund kaum auffällt. Um genügend Licht des noch fernen Schweifsterns, dessen Kern über einen Durchmesser von geschätzten lediglich vier Kilometern verfügen dürfte, einzusammeln, musste eine Fotoserie mit Belichtungszeiten zwischen 60 und 300 Sekunden durchgeführt werden.

Laut Holger Sierks, dem wissenschaftlicher Leiter des OSIRIS-Teams vom MPS in Göttingen, hat das Kamerasystem seine lange „Auszeit“ jedoch offenbar gut überstanden und funktioniert wie erwartet.

„Nach zehnjähriger Anreise durchs All nun endlich unser Ziel vor uns zu sehen, ist ein unbeschreibliches Gefühl“, so Holger Sierks. „Diese ersten Bilder, die aus einer solch riesigen Entfernung gelungen sind, zeigen uns, dass OSIRIS für das bevorstehende Abenteuer gerüstet ist. Schon bald werden wir verfolgen können, wie die Aktivität des Kometen erwacht.“

Auch in den kommenden Wochen und Monaten wird die OSIRIS-Kamera zunehmend detailreicher ausfallende Einblicke in eine bisher vollkommen unbekannte und somit für die Menschheit neue Welt ermöglichen. Zunächst werden die Aufnahmen den beteiligten Wissenschaftlern dabei helfen, die aktuelle, immer weiter zunehmende Aktivität des Kometen anhand seiner Helligkeit abzuschätzen. Voraussichtlich ab Mitte Juli lassen die OSIRIS-Aufnahmen dann bereits die Form und Gestalt des Kometen erkennen. Im weiteren Verlauf der Mission wird das Kamerasystem erst nur grobe, schließlich auch feine Strukturen in der Koma des Kometen sichtbar machen sowie die Untersuchung der Topografie und der detaillierten Beschaffenheit seiner Oberfläche ermöglichen.

Auch der Lander Philae ist reaktiviert
Bei seinem ersten Blick auf die kürzlich angefertigten Aufnahmen des Zielkometen wagte Matt Taylor vom ESTEC im niederländischen Noordwijk, der Projektwissenschaftler der Rosetta-Mission, auch gleichzeitig einen kurzen Blick in die Zukunft: „Ein toller Start für die Inbetriebnahme unserer Instrumente. Bis zur Ankunft am Kometen sind es nur noch wenige Monate und wir freuen uns darauf, bald wieder alle elf Instrumente und den Philae-Lander einsatzbereit zu haben.“
Der Kometenlander Philae wurde im Rahmen der „Check-Out-Phase“ von Rosetta bereits am 28. März erfolgreich reaktiviert. Ab dem Sommer wird die OSIRIS-Kamera dazu dienen, um das endgültige Landegebiet des Landers festzulegen, welcher sich sehr wahrscheinlich auf der südlichen Hemisphäre des Kometen befinden wird. Nach dem derzeitigen Planungsstand soll die Landung von Philae am 11. November 2014 erfolgen. Die derzeit aktuellen Telemetriewerte von dem Lander können Sie auf der entsprechenden Internetseite des Lander-Kontrollzentrums MUSC (kurz für „Microgravity User Support Center“) des DLR in Köln verfolgen.

Annäherung
Ab Mai wird die Spannung dann noch einmal weiter steigen, denn ab dann soll im Rahmen einer Reihe von mehreren kritische Kurskorrekturmanöver die Flugbahn von Rosetta soweit verändert werden, dass die Raumsonde auf einen korrekten Kurs für ein Rendezvous mit den Kometen 67P/Tschurjumow-Gerasimenko gerät. Mit ihrem momentanen Kurs würde Rosetta den Kometen um etwa 50.000 Kilometer verfehlen und dessen Kern mit einer relativen Geschwindigkeit von 800 Metern pro Sekunde passieren.

Durch die vorgesehenen Schubmanöver soll nicht nur die Entfernung auf einen Wert von etwa 100 Kilometern sondern auch die Geschwindigkeit relativ zu dem Kometen auf einen Meter pro Sekunde gesenkt werden. Die entsprechenden Kommandosequenzen werden von dem Rosetta-Flugkontrollteam am Darmstädter ESOC-Zentrum ausgearbeitet und anschließend von den verschiedenen Kommunikationsstationen des ESTRACK der ESA und des Deep Space Network der NASA an die Raumsonde weitergeleitet.

Bis dahin werden voraussichtlich auch alle elf Instrumente der Raumsonde und die weiteren zehn Instrumente des Landers Philae voll einsatzfähig sein. Erst kürzlich wurde dem am 26. März reaktivierten Instrument MIDAS – einem hochauflösenden Rastersondenmikroskop, welches die Struktur kleiner Staubpartikel abbilden kann – ein neues Software-Upgrade übermittelt. Bereits in Kürze wird das jetzt mit einer aktualisierten Software ausgestattete Instrument seine ersten Messungen durchführen.

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Der Beitrag Kometensonde Rosetta hat ihr Ziel im Blick der Kamera erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: JPL.

Bereits im Dezember 2009 startete die US-amerikanische Weltraumbehörde NASA das Weltraumteleskop WISE (kurz für Wide-field Infrared Survey Explorer). Das Ziel dieser Mission bestand in einer vollständigen Durchmusterung des Himmels im Infrarotbereich. Nachdem im Oktober 2010 das für die Kühlung der Detektoren benötigte Kühlmittel aufgebraucht war, wurde das Teleskop zunächst noch bis zum Januar 2011 unter der neuen Bezeichnung NEOWISE genutzt, um speziell nach erdnahen Asteroiden und Kometen zu suchen. Insgesamt konnten die an der NEOWISE-Mission beteiligten Wissenschaftler in diesem Zeitraum mehr als 34.000 zuvor unbekannte Asteroiden entdeckt und zudem von etwa 158.000 Asteroiden die Position und die ungefähre Größe bestimmen. Am 17. Februar 2011 wurde das Weltraumteleskop schließlich deaktiviert und in seiner Erdumlaufbahn in einen vorläufigen Ruhezustand versetzt.
Im September 2013 wurde das Weltraumteleskop dann nach einer 31 Monate andauernden Hibernationsphase wieder in Betrieb genommen und ab dem Dezember 2013 erneut zur Suche nach erdnahen Objekten eingesetzt (Raumfahrer.net berichtete). In den ersten 25 Tagen nach seiner Reaktivierung konnte NEOWISE insgesamt 857 kleinere Objekte in unserem Sonnensystem beobachten. Darunter befanden sich auch 22 erdnahe Asteroiden und vier Kometen. Bei drei der im Rahmen dieser Arbeiten abgebildeten erdnahen Asteroiden handelte es sich um „Erstentdeckungen“.

Am 14. Februar 2014 entdeckte das Weltraumteleskop zudem auch einen bislang unbekannten Kometen, welcher die offizielle Bezeichnung C/2014 C3 (NEOWISE) erhielt. Zum Zeitpunkt dieser Entdeckung war der Komet rund 230 Millionen Kilometer von der Erde entfernt, weshalb er auf den entsprechenden Aufnahmen auch nur als verwaschener, leicht länglicher Fleck zu erkennen ist.

Der exakte Bahnverlauf von C/2014 C3 (NEOWISE) konnte bisher noch nicht bestimmt werden. Erste Auswertungen sprechen jedoch dafür, dass es sich hierbei um einen Kometen handelt, dessen am weitesten von der Sonne entfernt gelegener Punkt seiner Umlaufbahn sich im Bereich des Planeten Neptun befindet.

Ungewöhnlich an diesem Kometen ist, dass er über eine retrograde Umlaufbahn verfügt und sich somit gegenläufig der Bewegungsrichtung der Planeten unseres Sonnensystems um die Sonne bewegt.

„Wir sind sehr erfreut darüber, diesen gefrorenen Besucher aus den äußersten Regionen unseres Sonnensystems entdeckt zu haben“, so Amy Mainzer vom Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in Pasadena/Kalifornien, die für die NEOWISE-Mission verantwortliche Wissenschaftlerin.
Die NEOWISE-Mission soll voraussichtlich noch bis zum Ende des Jahres 2016 fortgesetzt werden und den Astronomen bis dahin weitere Daten über Asteroiden und Kometen liefern. Ein spezielles Augenmerk soll dabei auf Objekte gerichtet werden, welche augrund des Verlaufes ihrer Umlaufbahnen ein zukünftiges potentielles Risiko für die Erde darstellen könnten.
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Der Beitrag NEOWISE entdeckt Komet mit retrograder Umlaufbahn erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: JPL. Vertont von Peter Rittinger.

Bereits am 3. Januar 2013 entdeckte der australische Astronom Robert H. McNaught auf den Aufnahmen eines Teleskops des Siding-Spring-Observatoriums einen neuen Kometen. Erste Berechnungen der Umlaufbahn ergaben, dass sich dieser mit dem Namen „C/2013 A1 (Siding Spring)“ versehene Komet am 19. Oktober 2014 unserem äußerem Nachbarplaneten – dem Mars – bis auf eine Entfernung von lediglich rund 110.000 Kilometern nähern wird. Zeitweise wurde es sogar für möglich gehalten, dass der Komet mit dem Mars kollidiert (Raumfahrer.net berichtete).

Diese Möglichkeit einer Kollision kann aufgrund aktueller Beobachtungsdaten mittlerweile ausgeschlossen werden. C/2013 A1 (Siding Spring) wird den Mars an diesem Tag vielmehr in einer Entfernung von etwa 138.000 Kilometern passieren. Die dichteste Annäherung wird dabei mit einem derzeit aktuellen Unsicherheitsfaktor von etwa zwei Minuten um 19:28 Uhr MEZ erfolgen.

Trotzdem handelt es sich hierbei um ein in der menschlichen Geschichte sozusagen bisher einmaliges Ereignis, denn der Vorbeiflug wird in einer Entfernung erfolgen, welche in etwa lediglich einem Drittel des Abstandes zwischen Erde und Mond entspricht. Dieser Komet wird sich dem Mars somit etwa zehn Mal dichter annähern, als dies bei allen bekannten Kometen in der Vergangenheit im Fall einer Passage an der Erde der Fall war. Es ist sogar gut möglich, dass der Mars dabei von der ausgedehnten Koma des Kometen erreicht wird.

Selbstverständlich wird C/2013 A1 (Siding Spring) auf seinem Weg durch das innere Sonnensystem unter der ständigen Beobachtung von irdischen Astronomen stehen. Das Weltraumteleskop WISE konnten den Kometen in den letzten Wochen bereits erfolgreich abbilden. Die entsprechenden Aufnahmen zeigen, dass C/2013 A1 (Siding Spring) eine zunehmende Aktivität aufweist und damit begonnen hat, eine schwache Koma auszubilden. Über einen „Logenplatz“ werden im Oktober 2014 jedoch speziell die derzeit in der Marsumlaufbahn beziehungsweise auf dessen Oberfläche aktiven Orbiter und Rover verfügen.

Kometenbeobachtung vom Mars
Die besten Aufnahmen sind dabei von der HiRISE-Kamera, einem der sechs wissenschaftlichen Instrumente an Bord des Marsorbiters Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) zu erwarten. Dieser von der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA betriebene Marsorbiter konnte zuletzt im Herbst 2013 dem Kometen C/2012 S1 (ISON) abbilden, welcher sich zu diesem Zeitpunkt in einer Entfernung von etwa 11 Millionen Kilometern zum Mars befand (Raumfahrer.net berichtete). Zwei weitere Orbiter, der ebenfalls von der NASA betriebene Mars Odyssey und der ESA-Marsorbiter Mars Express, sollen ebenfalls für die Beobachtung von „Siding Spring“ eingesetzt werden.
Nicht für diese Beobachtungen genutzt werden können dagegen die beiden zukünftigen Marsorbiter MAVEN – eine weitere NASA-Mission – und Mars Orbiter Mission (kurz „MOM“, auch als „Mangalyaan“ bekannt) – eine Mission der indischen Raumfahrtbehörde ISRO – welche sich derzeit beide noch auf dem Weg zum Mars befinden und diesen erst unmittelbar vor dessen Zusammentreffen mit „Siding Spring“ erreichen werden.

Aber auch die beiden derzeit auf der Planetenoberfläche aktiven Marsrover Opportunity und Curiosity werden ihre Kamerasysteme im Oktober auf den Kometen ausrichten und dabei versuchen, diesen abzulichten. Zudem sollen beide Rover bei passenden Gelegenheiten den Nachthimmel abbilden und nach Meteoren Ausschau halten, deren Häufigkeit ein Indikator für die Anzahl von Staubpartikeln sein wird, welche sich im Schweif des Kometen befinden und bei der Annäherung an den Mars in die Planetenatmosphäre eintreten werden.

Diese Beobachtungen aus unterschiedlichen Blickwinkeln sollen den Wissenschaftlern dabei helfen, mehr über den Kern des Kometen – speziell über dessen Form und Größe, über dessen Rotationsgeschwindigkeit, die Zusammensetzung und über die Entwicklung seiner Aktivität – in Erfahrung zu bringen. Des weiteren kann so eventuell erforscht werden, welche Einflüsse die Kometenpartikel auf die obere Atmosphärenschicht des Mars ausüben.

„Diese Partikel könnten die Atmosphäre erwärmen und zu einer [minimalen] Ausdehnung führen“, so Rich Zurek, der leitende Wissenschaftler des Mars-Programms der NASA. Verschiedene Infrarot-Spektrometer, mit denen die Orbiter MRO und Mars Odyssey ausgestattet sind, sollen entsprechende Daten liefern.

Gefahr für die Orbiter
Allerdings birgt diese dichte Begegnung zwischen dem Mars und dem Kometen C/2013 A1 (Siding Spring) auch ein gewisses Gefahrenpotential für die Marsorbiter. Hierfür verantwortlich sind die Staubpartikel, welche von der Oberfläche des Kometenkerns in das umgebende Weltall entweichen und dabei mit hohen Geschwindigkeiten auf die Orbiter treffen könnten. Selbst diese normalerweise nur mikroskopisch kleinen Partikel könnten dabei aufgrund der hohen Aufprallgeschwindigkeiten zu ernsthaften Beschädigungen führen. Aus diesem Grund hat die NASA jetzt damit begonnen, sich auf das Eintreffen des Kometen vorzubereiten und gegebenenfalls Sicherheitsmaßnahmen einzuleiten.

Entscheidend für eine genaue Gefahrenabschätzung und die Planung der weiteren Vorgehensweise ist letztendlich die Entwicklung der Aktivität des Kometen bei dessen weiteren Annäherung an die Sonne. „Unsere Pläne, die Raumsonden für die Beobachtung des Kometen Siding Spring einzusetzen, gehen Hand in Hand mit den Vorbereitungen, um die Sonden eventuell auch schützen zu können“, so Rich Zurek.

„Es ist gegenwärtig noch zu früh, um abschätzen zu können, wie gefährlich Siding Spring für die Raumsonden sein wird“, so Soren Madsen vom Jet Propulsion Laboratory der NASA in Pasadena/Kalifornien, der technische Leiter des NASA-Marsprogramms. „Er könnte sich zu einer großen Gefahr entwickeln oder gar kein Risiko darstellen – oder irgendetwas dazwischen.“ Im April, spätestens im Mai 2014 wird sich der Komet der Sonne soweit genähert haben, dass das bisher auf der Oberfläche des Kometenkerns abgelagerte Wassereis verdampft und bei der Freisetzung in den umgebenden Weltraum Staubpartikel mit sich reißt. Spätestens ab dann werden belastbare Aussagen über die zu erwartende Freisetzungsrate von Staub möglich sein.

„Würden wir erst im Mai eine potentielle Gefahr erkennen, dann wäre es allerdings zu spät, um unsere entsprechende Reaktion zu planen“, so Soren Madsen.

Mögliche Vorsichtsmaßnahmen wären eine Veränderung der Umlaufbahnen der Orbiter um den Mars. Diese würden sich dann zum Zeitpunkt der dichtesten Annäherung des Kometen auf der anderen Seite des Planeten befinden und durch diesen vor den Staubpartikeln abgeschirmt sein. Je früher eine solche Orbitänderung erfolgt, desto treibstoffsparender würde diese Bahnkorrektur ausfallen. Eine weitere denkbare Schutzmaßnahme besteht darin, dass die Sonden so ausgerichtet werden, dass deren empfindlichsten Bauteile in der kritischen Phase von dem Kometen wegweisen und deshalb nicht von Staubpartikeln getroffen werden können. Hierbei sind allerdings weitere Kriterien wie zum Beispiel die Energieversorgung – die Solarzellen müssen auf die Sonne gerichtet sein – oder die Kommunikation mit der Erde – die Antennen müssen hierzu in Richtung Erde zeigen – berücksichtigt werden.

Je früher entsprechende Maßnahmen ergriffen werden, desto effizienter werden diese dann auch ausfallen. Aufgrund der vielen Unwägbarkeiten beginnen die Wissenschaftler bereits jetzt damit, die Größe der Staubpartikel und deren Freisetzungsrate eingehend zu analysieren.

Keine Gefahr für die Rover
Die beiden Marsrover Opportunity und Curiosity sind dagegen vor dem Kometen Siding Spring und dessen Staubschweif gut geschützt. Trotz ihrer geringen Dichte bietet die dünne Marsatmosphäre einen ausreichenden Schutz und wird verhindern, dass die von C/2013 A1 (Siding Spring) ausgehenden Staubpartikel die Marsoberfläche erreichen.

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Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter und Oliver Karger. Quelle: JPL, ESA, MPI für Sonnensystemforschung. Vertont von Peter Rittinger.

Nachdem am 20. Januar 2014 um 19:18 MEZ nach einem 957 Tage andauernden „Winterschlaf“ ein erstes Kommunikationssignal der von der Europäischen Weltraumagentur ESA betriebenen Raumsonde Rosetta das Kontrollzentrum am ESOC in Darmstadt erreichte (Raumfahrer.net berichtete live) konnte das Kontrollteam in einem nächsten Schritt zunächst eine stabile Zwei-Wege-Kommunikation etablieren und die volle Kontrolle über die Raumsonde gewinnen. Nach der Übermittlung der ersten Telemetriewerte von der Raumsonde begann das Kontrollteam mit der schrittweisen Wiederinbetriebnahme von Rosetta (Raumfahrer.net berichtete). In den kommenden Wochen und Monaten sollen zunächst sämtliche Hardwarekomponenten und die Instrumente der Raumsonde und des mitgeführten Kometenlanders Philae ausführlich getestet, kalibriert und anschließend aktiviert werden.

Drei der insgesamt 21 Instrumente, mit denen Rosetta und Philae das Ziel der Mission, den Kometen 67P/Tschurjumow-Gerasimenko, in den kommenden Monaten eingehend untersuchen sollen, wurden von der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA zu der Mission beigesteuert beziehungsweise unter maßgeblicher Beteiligung von US-amerikanischen Wissenschaftlern entwickelt.

• Das UV-Spektrometer ALICE wird in der Koma und dem Schweif des Kometen nach verschiedenen Edelgasen suchen, deren relative Menge und Verteilung Aussagen über die Umgebungstemperatur während der Entstehung des Kometen vor etwa 4,6 Milliarden Jahren ermöglichen wird. Das Instrument soll im Rahmen seiner Messungen zudem die Freisetzungsraten von Wasser, Kohlenstoffmonoxid und Kohlenstoffdioxid ermitteln. Aus diesen Daten können Informationen über die chemische Zusammensetzung der Oberfläche des Kometenkerns abgeleitet werden.
• Das Instrument MIRO (kurz für „Microwave Spectrometer for the Rosetta Orbiter“), eine Kombination aus einem Spektrometer und einem Radiometer, wird nach leicht flüchtigen chemischen Elementen auf der Oberfläche und in der unmittelbaren Umgebung des Kometenkerns suchen und dabei deren Ausgasungsraten bestimmen. Außerdem soll mit dem MIRO die Temperatur des Komtenkerns ermittelt werden. Hierdurch sollen zusätzliche Informationen bezüglich der Zusammensetzung von Kern und Koma, zu der jeweils aktuellen kometaren Aktivität und zu physikalischen Eigenschaften der Kernoberfläche sowie von Gas- und Staubpartikeln in der Kometenkoma gewonnen werden.
• Der „Ion and Electron Sensor“ (kurz „IES“) ist Bestandteil eines aus fünf Einzelinstrumenten bestehenden Instrumentenpaketes namens RPC (kurz für „Rosetta Plasma Consortium“), welches verschiedene Ionen- und Elektronendetektoren sowie ein Magnetometer beinhaltet. Diese Geräte sollen die physikalischen Eigenschaften des Kerns und der Koma sowie die Wechselwirkungen zwischen der Kometenkoma und dem Sonnenwind untersuchen.

Die an diesen Instrumenten beteiligten Wissenschaftler bereiten sich derzeit darauf vor, mit der „Check-out-Phase“ für ihre Experimente zu beginnen, in deren Verlauf die Instrumente zunächst getestet und anschließend kalibriert werden sollen. Die finale Aktivierung dieser Instrumente soll Anfang März 2014 erfolgen. So wird die OSIRIS-Kamerasystem, dass im sichtbaren Bereich Aufnahmen vom Kometenkern anfertigen soll, am 17. März wieder eingeschaltet. Das bereits genannte UV-Spektrometer ALICE soll einen Tag später mit der „Check-out-Phase“ beginnen. Dabei wird das Spektrometer zunächst einige Male ein- und wieder ausgeschaltet, um die Funktionsfähigkeit des Speichers ausreichend zu testen. Der reguläre wissenschaftliche Betrieb soll dann im August aufgenommen werden.

„Die US-amerikanischen Wissenschaftler sind davon begeistert, dass die Rosetta-Mission ihnen die Gelegenheit bietet, einen Kometen auf diese bisher noch nie mögliche Art und Weise zu untersuchen“, so Claudia Alexander, die Rosetta-Projektmanagerin der NASA am Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in Pasadena/Kalifornien. Rosetta wird im Sommer 2014 in einen Orbit um den Kometen eintreten und diesen anschließend auf seinem weiteren Weg durch das innere Sonnensystem bis zum Ende des Jahres 2015 zu begleiten. Hierbei ergibt sich die Gelegenheit, die zunehmende Aktivität des Kometen, welche durch die dabei erfolgende Annäherung an die Sonne bedingt ist, direkt vor Ort über mehrere Monate hinweg zu studieren.

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Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: ESA.

Nachdem am gestrigen Abend um 19:18 MEZ das ersehnte Kommunikationssignal der von der Europäischen Weltraumagentur ESA betriebenen Raumsonde Rosetta das Raumsondenkontrollzentrum am ESOC in Darmstadt erreichte (Raumfahrer.net berichtete live) konnte das Kontrollteam in einem nächsten Schritt zunächst eine stabile Kommunikation etablieren und die volle Kontrolle über die Raumsonde gewinnen.

Die dabei von Rosetta übermittelten Telemetriedaten zeigen, dass sich die Raumsonde in einem guten Allgemeinzustand befindet und die 31 Monate andauernde Phase der Hibernation offenbar gut überstanden hat. Zum Beispiel herrscht im Inneren der Treibstofftanks eine Temperatur von etwa sieben bis neun Grad Celsius, was zwar etwas unter dem erwarteten Wert von 10 bis 15 Grad liegt, sich aber immer noch im vorhergesagten Temperaturbereich bewegt. Auch die für die Energieversorgung benötigten Solarpaneele der Raumsonde arbeiten zuverlässig und liefern aktuell eine Energiemenge, die in etwa dem Wert entspricht, welcher auch vor der Hibernation erreicht wurde. Dies weist darauf hin, dass die Paneele keine nennenswerten Degradationserscheinungen zeigen.

Der Eingang des Signals von Rosetta erfolgte am gestrigen Tag etwa 18 Minuten später als von dem Kontrollteam erwartet, aber noch innerhalb des veranschlagten Zeitraums. Der Grund für diese Verzögerung war, dass der Bordcomputer nach der Beendigung der Hibernationssequenz zunächst einen zweiten automatischen Neustart durchführte. Der Anlass für diesen zusätzlichen Neustart ist bisher nicht bekannt, wird aber analysiert. Andrea Accomazzo, der Spacecraft Operations Manager der Rosetta-Mission betont jedoch, dass dieser zusätzliche Reboot kein Problem darstellt.
Rosetta sendet mittlerweile im X-Band-Bereich, wodurch eine größere Downloadrate von neun Kilobit pro Sekunde erreicht wird. Für die Kommunikation mit der Raumsonde werden derzeit die 70-Meter-Antenne des NASA-DSN-Komplexes in Goldstone/USA (die Antenne DSS-14) und die 35-Meter-Antenne des ESA-Komplexes in New Norcia/Australien (DSA-1) eingesetzt. Die 70-Meter-Antenne des NASA-DSN-Komplexes bei Canberra/Australien (DSS-43) steht dabei als zusätzliches Backupsystem zur Verfügung.

Die Arbeiten am heutigen Tag haben sich in erster Linie auf eine Konfiguration des „Solid-State Mass Memory“-Systems (kurz „SSMM“) des Bordcomputers beschränkt. In einem nächsten größeren Schritt sollen jetzt in einem über mehrere Tage andauernden Zeitraum die Reaktionsräder der Raumsonde zunächst auf Betriebstemperatur erwärmt und anschließend bezüglich ihrer Funktionalität überprüft werden.

„Wir sind sehr glücklich“, so Andrea Accomazzo. „Der Austritt aus der Hibernation und der anschließende Aufwachvorgang verlief genau so wie wir es uns erwünscht haben.“

In den kommenden Wochen und Monaten sollen zunächst sämtliche Hardwarekomponenten und Instrumente der Raumsonde und des mitgeführten Kometenlanders Philae ausführlich getestet, kalibriert und anschließend aktiviert werden. Die erste Aufnahmen von dem Kometen 67P/Tschurjumow-Gerasimenko werden im Mai erwartet. Zu diesem Zeitpunkt wird sich die Raumsonde immer noch rund zwei Millionen Kilometer von dem Kometen entfernt befinden. Für Ende Mai ist schließlich ein größeres Bahnkorrekturmanöver vorgesehen, durch das Rosetta auf den exakten Kurs gebracht wird, um wenige Wochen später in eine Umlaufbahn um den Kometen einzuschwenken und diesen auf seinem weiteren Weg durch das innere Sonnensystem bis zum Ende des Jahres 2015 zu begleiten. Im November 2014 soll schließlich – sozusagen als Höhepunkt der Mission – der mitgeführte Lander Philae auf der Oberfläche des Kometen niedergehen und mit seinen zehn Instrumenten „vor Ort“-Untersuchungen und Analysen durchführen.

„Unser Kometenjäger ist wieder da“, so Alvaro Giménez, der ESA-Direktor für Wissenschaft und robotische Exploration. „Mit Rosetta werden wir in der Kometenforschung neue Maßstäbe setzen. Diese faszinierende Mission steht in einer Reihe mit unseren früheren Pionierleistungen auf diesem Gebiet. Sie baut auf den technologischen und wissenschaftlichen Erkenntnissen unserer ersten interplanetaren Weltraummission Giotto auf, die 1986 bei ihrem Vorbeiflug am Halleyschen Kometen die ersten Nahaufnahmen eines Kometenkerns vornehmen konnte.“

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Ein Beitrag von Oliver Karger. Quelle: live aus dem ESOC in Darmstadt.

Guten Morgen und ein herzliches Willkommen aus dem European Space Operation Center in Darmstadt. Nach 957 Tagen ist es soweit. Die europäischen Kometensonde Rosetta wird heute nach einer zweieinhalbjährigen Deep Space Hibernation Phase wieder reaktiviert. Um 11:00 Uhr MEZ wird eine sechsstündige Prozedur gestartet, die mit der Aktivierung des Bordcomputers beginnt. Zwischen 18:30 Uhr und 19:30 Uhr soll das erste Funksignal von Rosetta über das DNS-Netzwerk der NASA am ESOC eingehen.

Es ist 10:08 Uhr MEZ…
… und es sind noch gut 51 Minuten bis der interne Wecker von Rosetta klingelt. Der große Konferenzraum füllt sich langsam mit Journalisten und Offiziellen von ESA und DLR.

T-00:51:11 and counting…

10:20 Uhr MEZ…
Die Pressekonferenz beginnt und Thomas Reiter, ehemaliger Astronaut und ESA Direktor für bemannt Raumfahrt, gibt eine Einführung in die aktuell gestarteten Missionen, SWARM und Gaia, die sich momentan in der Kommissionierungsphase befinden. Rosetta bezeichnet er als das wissenschaftliche Highlight der ESA im Jahr 2014.

Ihm folgt Prof. Alvaro Giménez, ESA Direktor für Robotische Exploration. „Eine große Herausforderung steht uns bevor.“ Rosetta unternimmt eine Reise, die uns zu den Ursprüngen von Wasser und Leben im Sonnensystem führen kann. „Die uns zur Verfügung stehende Technologien erlauben uns, einige wichtige Fragen zu beantworten.“ Beispielsweise, wieso auf der Erde Wasser existiert. Eine mögliche Erklärung ist, dass 20 – 40% der vorhandenen Wassermenge und die ersten organischen Moleküle auf der Erde aus Kometen und Asteroiden stammt. Rosetta ist eine Schlüsselmission, die unter anderem diese Fragen klären kann.

Rosetta ist einerseits eine Schlüsselmission, fügt sich andererseits jedoch als einzelnes Puzzleteil in das Gesamtbild von ESAs interplanetaren Missionen: Mars Express, Venus Express, SWARM, Gaia, Herschel und Planck, die nicht mehr aktiv Daten sammeln, sowie Missionen in Vorbereitung, beispielsweise JUCIE – Jupiter Icy Moon Explorer.

„Kontinuierliche Unterstützung der ESA Mitgliedsstaaten und Industrie ermöglichen uns, hinaus ins All zu gehen und einen Teil der uns drängenden Fragen zu beantworten“, so Prof. Giménez. „Aber zuerst muss Rosetta aufwachen. Und sie wird aufwachen!“

10:54 Uhr MEZ…
Noch sechs Minuten, bis das Reaktivierungssignal gesendet wird. Paolo Ferri, Leiter der Mission Operation, gibt einen Einführung in den Betrieb des Mission Controll Rooms am heutigen Nachmittag. Das Team wird kleiner sein, als bei einem Start einer Mission. Die Hauptarbeit wurde bereits vor zweieinhalb Jahren gemacht. „Heute heißt es nur warten… und hoffen!“

11:00 Uhr MEZ – der Wecker klingelt!
Rosetta sollte nun aufgewacht sein und den Reaktivierungsprozess beginnen. Zunächst sollen Heizelemente die Sonde aufwärmen, die Rotation der Spinstabiliserung wird gestoppt, damit die Sonde ihre Ausrichtung im Raum bestimmen kann. Wenn das erfolgt ist, werden die Solarpanele in Richtung ausgerichtet und die Hauptantenne in Richtung Erde.

Dr. Matthew Taylor, Rosetta Projekt-Wissenschaftler erläutert, dass zwar Kometen im Labor hergestellt werden können, um erste Messungen nachvollziehen zu können, nichts jedoch über Originialdaten geht, um das Ursprungsmaterial, die DNA des Sonnensystems, direkt zu untersuchen.

Prof. Mark McCaughrean erklärt, dass Rosetta einen kleinen Teil im Gesamtbild der interplanetaren Sondenflotte bildet, der jedoch außerordentlich bedeutsam ist. Rosetta gibt uns die Möglichkeit zurückzuschauen in eine Zeit vor 4,6 Milliarden Jahre, als das Sonnensystem entstand.

Prof. Dr. Johann-Dietrich Wörner gibt einen Einblick in den deutschen Beitrag zur Rosetta-Mission. „That’s space, the final frontiers. That’s the mission of the Rosetta.“ Eine Mission, um extrem alte Artefakte des Sonnensystem zu erforschen.

Deutschland ist an der Rosetta-Mission sowohl in finanzieller Hinsicht mit etwa 116 Millionen Euro mit dem deutschen Anteil an der jährlichen ESA-Budgetierung und einer DLR-Finanzierung am Gesamtvolumen von etwa 300 Millionen Euro beteiligt.
Weiterhin ist Deutschland auch mit Hardware-Entwicklung beteiligt, beispielsweise die OSIRIS-Kamera, federführend mit dem Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung, und mit dem Rosetta Plasma Consortium, dass die Atmosphäre des aktiver werdenen Kometenkern untersuchen möchte.

Der Lander Philae ist ebenfalls eine deutsche Entwicklung. Die Führung während der Design- und Implementierungsphase und für den Betrieb lag und liegt beim DLR-Zentrum in Köln. Von dort aus wird Philae auch kontrolliert. Für die Landung von besonderer Bedeutung sind die drei Landebeine, welche mit Bohrern zur Verankerung an der Oberfläche ausgestattet sind. Diese wie auch die Harpunenhalterung wurden in Deutschland entwickelt und gefertigt. „Alles davon jedoch“, so Wörner, „ist die Zukunft. Rosetta fliegt seit 10 Jahren, ohne Wartung, ohne Eingriffsmöglichkeit. Dennoch sind wir sehr zuversichtlich, dass das Rendezvous und die Landung erfolgreich sein werden.“

14:00 Uhr MEZ
Die Nachmittagsagenda steht im Zeichen der Raumfahrzeuge Rosetta und Philae, der wissenschaftlichen Instrumente und der Herausforderungen im Betrieb.
Wir starten mit einem Blick auf zwei Instrumente von Rosetta – OSIRIS und ALICE. Joel Parker, Principal Investigator des ALICE-Instruments führt auf die Frage, wie wir zu Kometen fliegen, aus: „Rosetta gibt uns die Möglichkeit einen Kometenkern aus der Nähe zu untersuchen, wir können die Koma, bestehend aus Staub und Gas in-situ analysieren.“ Holger Sierks, Principal Investigator der OSIRIS Kamera vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung: „Kometen sind einfach cool. Sie bestehen aus dem, woraus wir bestehen. Sie sind präbiotisch und damit uns näher als vieles Anderes im Sonnensystem“.

OSIRIS ist eine Kamera, die man hier nicht durch die Gegend tragen würde, um einen Schnappschuss zu machen. Sie ist mit einem Gewicht von gut 35 Kilogramm deutlich schwerer, und hat lediglich eine 4 Megapixel-CCD. Aber sie ist robust für die harten Anforderungen im Umfeld eines Kometen. Aus 20 bis 25 km Entfernung ist eine Auflösung bis zu wenigen Zentimetern möglich.

Mit dem UV-Spetrometer ALICE soll die chemische Zusammensetzung analysiert werden, um zu klären, wo der Komet ursprünglich entstanden ist.

Unmittelbar nach der Reaktivierung von Rosetta werden beide Instrumente noch nicht eingeschaltet. Dies ist erst nach einer ausführlichen Überprüfung aller Systeme für den 17. März mit OSIRIS und den 18. März mit ALICE vorgesehen. Im Fall von ALICE wird das Spektrometer zunächst auch nur oft ein- und wieder ausgeschaltet, um die Funktionsfähigkeit des Speichers ausreichend zu testen. Nach der Checkout-Phase der Instrumente wird OSIRIS erste Aufnahmen von 67P/C-G anfertigen und zur Erde übermitteln. Die ersten Bilder nach dem Hibernation sollen dann, wie es bereits beim Lutetia-Flyby gesehen ist, sehr schnell der Öffentlichkeit zur Verfügung gestellt werden. Diese Vorgehensweise soll auch im weiteren Missionsverlauf beibehalten werden.

15:15 Uhr MEZ – Mission Operation Update
Es gibt ein aktuelles Update aus dem Main Control Room von Andrea Accomazzo, Rosetta Spacecraft Operations Manager.

Das Bodensystem ist vorbereitet, es besteht bereits Kontakt zu den Kollegen in den USA. In einer halben Stunden wird angefangen den Bereich am Himmel zu scannen, in dem Rosetta sein soll. Es wird erwartet, dass das Signal von Rosetta erst in drei Stunden, also gegen 18:15 bis 18:30 detektiert wird. Um im Fall der Fälle dennoch vorbereitet zu sein, beginnen NASA und ESA bereits früher zu lauschen…

15:30 Uhr MEZ – Rosetta, Kometen und Asteroiden
„Komenten sind wie Katzen. Sie haben einen Schwanz und tun, was sie wollen.“, so Norbert Peiler von Airbus Defence and Space. Gerhard Schwehm, der als ESA Wissenschaftler die Mission Rosetta lange begleitet und gestaltet und vor Kurzem in den Ruhestand gewechselt ist, unterstützt dies anhand des Beispiels des Kometen ISON. Angekündigt als Jahrhundertkomet, dann nach dem Perihelion nichts mehr…

Neben Kometen gibt es eine Vielzahl von Asteroiden. Auf die Frage, welche der beiden Spezies für die Erde gefährlicher sind, gibt es zwiespältige Antworten. Gerhard Drolshagen, ebenfalls ESA Wissenschaftler: „Es gibt viel mehr Asteroiden, zudem sind meinst viel kleiner als Kometen, deren Größen in der Regel im Kilometerbereich liegt. Auf der anderen Seite sind Kometen deutlich schneller und es ist nicht vorhersagbar, wie sie sich verhalten.“

„Direkte Erfahrung mit Kometen“, so Gerhard Drolshagen, „kann jeder machen, wenn er im Sommer an den Nachthimmel schaut und den Sternschnuppen zusieht, die von lange vergangenen Kometenpassagen stammen.“

Auf die Frage, was die größte Schwierigkeit aus Sicht von Airbus Defence and Space, ehemals Astrium war, antwortete Norbert Peiler: “ Sie können sich nicht vorstellen, welche Herausforderung es ist, mehr als 60 Firmen mit ihren unzähligen Mitarbeitern über einen Zeitraum von mehr als 10 Jahren während der Entwicklung und Implementation und weitere 10 Jahre während des Flugs als Team zusammenzuführen und zu motivieren. Eine Herausforderung in sowohl technischer wie auch persönlicher Natur.“

16:45 Uhr MEZ – Mission Operation Update
Tracking ist erfolgreich gestartet, bisher gibt es aber kein Signal… nur Noise… Momentan wird mit der DNS-Antenne der NASA in Goldstone/Kalifornien getracked, gegen 20:00 Uhr MEZ übernimmt die Tracking Station in Austrialien. Wenn alles normal verläuft, sollte das erste Signal noch von Kalifornien aus empfangen werden können.

„Wenn wir das Signal haben, müssen wir uns etwas beeilen.“, erzählt Andrea Accomazzo aus dem Main Control Room. „Rosetta ist so programmiert, dass der Transmitter fünf Stunden nach dem Senden des Signals ausgeschaltet wird. Das müssen wir verhindern, in dem wir ein Signal zurück zu Rosetta senden, der den Ausschaltvorgang unterbindet. Andernfalls meldet sich Rosetta erst sieben weitere Stunden später wieder.“

Bis hier her ist die Devise: good news, no signal yet.

17:00 Uhr MEZ – Rosettas Lander Philae
Der letzte Interviewblock befasst sich mit dem Lander Philae. Jean Pierre Biebring, Principal Investigator des CIVA/ROLIS-Instruments berichtet enthusiastisch davon, welche Fragen sich durch die direkte Untersuchung von Kometenmaterial hoffentlich beantworten lassen. Was für Moleküle spielen eine Rolle? Sind sie organisch oder anorganisch? Finden wir dort Moleküle, die es auch auf der Erde gibt? Wie passieren die Evaporationsprozesse auf der Oberfläche? Wie verhält sich das Kometenmaterial bevor es durch den Einfluss der Sonne verändert wird? Das Instrument CIVA/ROLIS soll dabei helfen Antworten zu finden. Dazu bohrt es den Kern einige Zentimeter tief an und analysiert das dabei freiwerdende Material direkt.
Mit der Untersuchung der inneren Struktur wird sich das Instrument CONSERT befassen. „Wie ist die Struktur des Kerns und seine Zusammensetzung?“, fragt Wlodek Kofman, Principal Investigator von CONSERT. „Um dies zu klären, brauchen wir zwei Geräte, den Orbiter und den Lander.“ Das Experiment CONSERT wird den Kometenkern tomographieren. Dazu sendet es Radiowellen von Philae aus durch den Kometen, die vom zweiten Teil des Experiments am Rosetta-Orbiter detektiert werden. Ein Verständnis des Kerninneren zu erlangen ist insofern interessant und wichtig, da dort das ursprüngliche, seit 4,5 Milliarden Jahre unbeeinflusst Material vorhanden ist.

Der Lander selber ist ein gesamteuropäisches Projekt. „Zehn Experimente, die überall aus Europa stammen und unterschiedliche Fragestellungen beantworten sollen.“, erläutert Stephan Ulamec, Lander Project Manager des DLR, und benennt gleich ein weiteres Instrument, welches das Kometenmaterial in-situ untersuchen soll. COSAC wird Oberflächenmaterial in einem Ofen erhitzen und die dabei entstehenden Gase mit einem Gaschromatographen anaylsieren.

Bevor es soweit ist und die wissenschaftlichen Instrumente mit ihrer Arbeit beginnen können, muss jedoch die Landung von Philae glücken. „Für die Landung müssen nicht nur Rosetta und Philae technisch einwandfrei funktionieren, auch der Komet selber muss sich kooperativ zeigen“, so Biebring. Wenn der Kometenkern zu stark ausgast, besteht die Gefahr, dass Philae durch das ausgasende Kometenmaterial von der Oberfläche fortgedrückt wird.

Doch bevor die Landung glücken kann, muss sich Rosetta zunächst zurückmelden.

18:30 Uhr MEZ – Mission Operation Update
Andrea Accomazzo berichtet aus dem Kontrollraum, dass bisher das Signal noch nicht eingetroffen ist. Der Spektrumanalysator zeigt das bisher bekannte Rauschen. Der Signaleingang wird jedoch in den nächsten Minuten erwartet.

Schauen Sie für aktuelle Status Updates auch im Status Thread der Raumcon.

Das Update um 18:45 Uhr MEZ ist nicht erfolgt und es wird weiter gewartet. Gerade wird die zweite DSN-Antenne der NASA in Canberra/Australien dazugeschaltet. Auch hier ist bisher nur Rauschen zu sehen. Weiterhin online ist die 70 m Antenne in Goldstone/Kalifornien.

19:18 Uhr MEZ
Rosetta ist zurück!!! Wir haben ein Signal!
Die Freude ist groß am ESOC nach der etwas längeren Wartezeit. „Die längste Stunde meines Lebens war das!“ ruft Andreas Accomazzo in den Saal alle Gästen zu…

Mit guter Stimmung im Saal und einem entspannten Rosetta-Team, für das nun die Arbeit richtig beginnt, verabschieden wir uns aus dem ESOC in Darmstadt.
Raumfahrer Net wird die weitere Entwicklung der Mission begleiten und ausführlich berichten. Verfolgen Sie weiterhin unserer Sonderseite zu Rosetta und unser Rosetta-Spezial in der Raumcon.

Bleiben Sie uns treu,
Ihre Raumfahrer Net Redaktion

Der Beitrag Rosetta sendet! – live aus dem ESOC erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: ESA.

Um exakt 11:00 MEZ am 20. Januar 2014 wird bei der von der Europäischen Weltraumagentur ESA betriebenen Raumsonde Rosetta ein interner „Wecker klingeln“. Durch diesen bereit vor Jahren programmierten Weckruf soll die Kometensonde aus einem seit dem 8. Juni 2011 andauernden, energiesparenden Hibernations-Modus (Raumfahrer.net berichtete) erwachen.

Dieses Signal wird eine „On Board Wake-up“-Prozedur initialisieren. Im Rahmen dieses Vorganges werden zunächst verschiedene interne Heizelemente aktiviert, welche die Startracker-Kameras der Raumsonde auf „Betriebstemperatur“ bringen sollen. Nach dem Abschluss dieser Prozedur wird durch die Daten dieser Kameras zunächst die exakte Orientierung von Rosetta im Weltraum ermittelt. Zeitgleich werden weitere interne Systeme reaktiviert. Der gesamte Aufweck-Vorgang wird voraussichtlich einen Zeitraum von etwa sechs Stunden in Anspruch nehmen.

Nach der Ermittlung der Orientierung im Raum wird sich die Raumsonde so ausrichten, dass eine Kommunikation mit der Erde möglich sein wird. Anschließend wird Rosetta ein kurzes Signal in Richtung Erde aussenden, welches dem Raumsonden-Kontrollteam am Europäischen Raumflugkontrollzentrum (kurz „ESOC“) in Darmstadt signalisieren soll „Hallo, ich bin wach“. Der Eingang dieses Signals wird am 20. Januar für den Zeitraum zwischen 18:30 und 19:30 MEZ erwartet.

Allerdings befindet sich Rosetta gegenwärtig in einer Entfernung von mehr als 807.244.000 Kilometern zur Erde und dementsprechend schwach wird dieses Kommunikationssignal letztendlich auch ausfallen, bis es nach einer Signallaufzeit von 44 Minuten und 53 Sekunden die Empfangsstationen auf der Erde erreicht. Um die Chancen für eine erfolgreiche Detektierung des Signals zu erhöhen, hat die ESA die US-amerikanische Weltraumbehörde NASA darum gebeten, bei dem Empfang des Signals zu helfen und in dem betreffenden Zeitraum verschiedene Antennen des NASA-DSN auf Rosetta auszurichten.

Ab 15:35 MEZ wird deshalb am 20. Januar zunächst die 70-Meter-Antenne des DSN-Komplexes in Goldstone/USA (die Antenne DSS-14) nach einem Signal von Rosetta lauschen. Ab 19:15 MEZ wird die 70-Meter-Antenne bei Canberra/Australien (DSS-43) „übernehmen“ und diese Arbeit fortsetzen. Sobald eine der beiden Stationen ein „Lebenszeichen“ von Rosetta empfängt soll dieses unmittelbar danach an das Kontrollzentrum am ESOC weitergeleitet werden.

Ab 21:34 MEZ wird schließlich auch die 35-Meter-Antenne des ESA-Komplexes in New Norcia/Australien (DSA-1) eingreifen und ebenfalls nach einem Signal von Rosetta Ausschau halten. Diese deutlich kleinere Antenne wird dabei allerdings lediglich dazu in der Lage sein, ein einfaches „Carrier Signal“ zu empfangen, welches keine komplexeren Telemetriedaten der Raumsonde enthält.

Die in die Rosetta-Mission eingebundenen Mitarbeiter des ESOC werden ab dem 20. Januar um 15:00 MEZ an sieben Tagen in der Woche rund um die Uhr im Einsatz sein. Zunächst soll dabei der allgemeine technische Zustand der Raumsonde ermittelt und eine stabile „Zwei-Wege-Kommunikation“ etabliert werden. Ein spezielles Interesse gilt hierbei dem aktuellen Energiestatus der Raumsonde. Die Bestimmung der gegenwärtig durch die Solarzellen der Raumsonde generierten Energiemenge ist entscheidend für die Planung der weiteren Aktivitäten, durch welche Rosetta in den kommenden Wochen und Monaten Schritt für Schritt in den aktiven Operationsmodus versetzt werden soll.

Das DSN der NASA soll auch in den kommenden Wochen routinemäßig für eine Kommunikation mit Rosetta eingesetzt werden. Erst wenn sich die Distanz zwischen der Kometensonde und der Erde soweit verkürzt hat, dass auch die 35-Meter-Antennen des ESA-Netzwerkes in New Norcia/Australien, Cebreros/Spanien und Malargüe/Argentinien die Signale problemlos empfangen können, wird die Einbindung des NASA-DSN heruntergeschraubt.

Sollte in dem vorgesehenen Kommunikationsfenster am 20. Januar kein Kontakt mit Rosetta erfolgen, so könnte dies im schlimmsten Fall bedeuten, dass die Raumsonde ihren Winterschlaf nicht unbeschadet überstanden hat. Eine weitere Möglichkeit wäre, dass Rosetta einige der notwendigen „Wake-up“-Prozeduren nicht vollständig abschließen konnte. Diese Prozeduren würden dann automatisch wiederholt und weitere Kommunikationsversuche würden zu späteren Zeitpunkten erfolgen. Eine dritte, allerdings bereits im Vorfeld als eher unwahrscheinlich angesehen Möglichkeit bestand darin, dass die in die Kommunikation mit Rosetta involvierten Deep-Space-Antennen der NASA aus rein technischen Gründen nicht in der Lage sein würden, entsprechende Signale aufzufangen.

Um dies zu testen wurde kürzlich der ebenfalls von der ESA betriebene Marsorbiter Mars Express eingesetzt. Mars Express verfügt über eine Kommunikationsanlage, welche mit der von Rosetta nahezu identisch ist. Fünf Testläufe, bei denen die Mitarbeiter des NASA-DSN zusätzliche Schichten einlegten, zeigten dass die 70-Meter-Antennen der NASA die im S-Band-Bereich ausgestrahlten Signale von Mars Express problemlos empfangen konnten. An den Antennen der NASA sollte die in wenigen Stunden erwartete Kontaktaufnahme mit Rosetta also nicht scheitern.

Raumfahrer Net wird am morgigen Montag aus dem ESOC in Darmstadt von Rosettas Reaktivierung live berichten.

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