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

Am 6. August 2014 soll die von der Europäischen Weltraumagentur ESA betriebene Raumsonde Rosetta in einen Orbit um den Kometen 67P/Tschurjumow-Gerasimenko einschwenken und diesen anschließend auf seinem weiteren Weg in das innere Sonnensystem ‚begleiteten‘ und dabei bis voraussichtlich zum Ende des Jahres 2015 mit insgesamt 21 verschiedenen wissenschaftlichen Instrumenten eingehend untersuchen. Unter anderem soll dabei im November 2014 auch ein von der Raumsonde mitgeführter Lander auf der Oberfläche des Kometen abgesetzt werden. Alleine Philae, so der Name dieses Landers, ist mit zehn Instrumenten ausgestattet.
Mit ihrem ursprünglichen Kurs und der dabei gegebenen Geschwindigkeit hätte die Kometensonde ihr Ziel allerdings bereits am 4. Juni 2014 in einer Entfernung von rund 50.000 Kilometern passiert. Deshalb muss Rosetta insgesamt zehn Kurskorrekturmanöver (engl. „Orbit Correction Manoeuvre“, kurz „OCM“) durchführen, mit denen die relative Geschwindigkeit der Raumsonde zu 67P/Tschurjumow-Gerasimenko schrittweise reduziert und der Verlauf der Flugbahn der Raumsonde relativ zu dem Kometen angeglichen wird.

Das erste dieser Manöver, das OCM-1, erfolgte bereits am 7. Mai 2014. Trotz seiner großen Bedeutung für den weiteren Flugverlauf der Raumsonde handelte es sich bei diesem Manöver lediglich um eine Art ‚Testlauf‘, mit dem bestätigt werden sollte, dass die Systeme der Raumsonde auch nach der Beendigung des vorherigen 957 Tage andauernden ‚Winterschlafs‘ voll einsatzfähig sind und wie vorgesehen auf Kommandos reagieren. Durch eine 45 Minuten andauernde Zündung der Triebwerke der Raumsonde wurde die Geschwindigkeit von Rosetta im Rahmen des OCM-1 um 20 Meter pro Sekunde reduziert (Raumfahrer.net berichtete).

Bei dem zweiten Kurskorrekturmanöver handelte es sich um den ersten der sogenannten „Big Burns“. So werden die drei Flugmanöver bezeichnet, mit denen die größten Geschwindigkeitsanpassungen von Rosetta zu ihrem Ziel erreicht werden sollen. Das entsprechende Manöver begann am 21. Mai 2014 um 17:23 MESZ und dauerte sieben Stunden und 16 Minuten. Wie für dieses Manöver vorgesehen betrug die erreichte Geschwindigkeitsveränderung 291 Meter pro Sekunde. Dabei verbrauchten die vier für das OCM eingesetzten Korrekturtriebwerke eine Treibstoffmenge von 218 Kilogramm.

Das nächste OCM, der „Big Burn 2“, erfolgte schließlich am vergangenen Mittwoch. Im Rahmen dieses OCM-3 wurden die Triebwerke der Raumsonde am 4. Mai um 16:51:58 MESZ gezündet und sollten anschließend über einen Zeitraum von sechs Stunden und 41 Minuten aktiviert bleiben. Der hierfür benötigte Bedarf an Treibstoff wurde mit rund 190 Kilogramm veranschlagt. Obwohl die Abschaltung bereits zwei Minuten früher erfolgte als vorgesehen wird auch dieses Manöver als Erfolg gewertet, da auch diese kürzere Brenndauer noch innerhalb der für dieses OCM gesetzten Vorgaben lag.

Die exakte im Rahmen des Manövers erreichte Geschwindigkeitsreduzierung – geplant war ein Wert von 269,5 Metern pro Sekunde – wurde derzeit noch nicht bekannt gegeben, das dieser Wert erst von dem für die Steuerung der Raumsonde verantwortlichen Flugkontrollteam am ESOC in Darmstadt durch eine Auswertung der aktuellen Telemetriedaten ermittelt werden muss. Allzu groß, so die Aussage in einem Internetblog der ESA, dürfte die Abweichung jedoch nicht ausgefallen sein.

Das nächste Kurskorrekturmanöver, bei dem es sich zugleich um den dritten und letzten der „Big Burns“ handelt, wird am 18. Juni erfolgen. Im Rahmen dieses vierten OCM ist eine Geschwindigkeitsveränderung von 91 Metern pro Sekunde vorgesehen. Anschließend werden noch sechs weitere Korrekturmanöver erfolgen, durch welche allerdings jeweils deutlich geringere Veränderungen in der Geschwindigkeit der Raumsonde erreicht werden sollen. Im Rahmen dieser ‚kleineren‘ Korrekturen sollen dann auch die zuvor aufgetretene Abweichungen in den vorherigen „Big Burns“ ausgeglichen werden.

Gegenwärtig befindet sich die Raumsonde Rosetta in einer Distanz von weniger als 375.000 Kilometern zu dem Kometen 67P/Tschurjumow-Gerasimenko. Die Entfernung zwischen der Raumsonde und der Erde beträgt dagegen aktuell 459,18 Millionen Kilometer. Funksignale, welche zwischen Rosetta und dem Raumsondenkontrollzentrum ausgetauscht werden, benötigen für die Überbrückung dieser Distanz eine Signallaufzeit von 25 Minuten und 35 Sekunden.

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Ein Beitrag von Daniel Schiller. Quelle: ESA.

Durch die natürliche Entwicklung des hochelliptischen 24-Stunden-Orbits hatte sich das Perizentrum unter 180 Kilometer abgesenkt. Diese Nähe eröffnete erneut die Möglichkeit, verschiedene Widerstands- und Gravitationsexperimente in der äußersten Atmosphäre der Venus durchzuführen, bevor der Orbit wieder angehoben werden musste:

• Atmosphärisches-Widerstands-Experiment 3b (ADE 3b)
  Zwischen dem 11. und 16. April 2010 wurden erneut die kumulierten Einflüsse des atmosphärischen Widerstands gemessen. Dabei wurden durch die ESA-Station New Norcia ausschließlich vom Orbiter ausgesandte Trackingdaten erfasst. Das Entladen der Reaktionsräder wurde in die Kommunikationsphasen außerhalb des Perizentrums mit der Station in Cebreros gelegt.
• Kippexperiment der Solarzellen
  Die beiden Solarzellen der Sonde wurden bei Perizentrumspassagen asymmetrisch angestellt. Das so durch den atmosphärischen Widerstand erzeugte Moment konnte in den Reaktionsrädern an Bord gemessen werden, welche die Störung ausglichen. Insgesamt wurden am 3. April und vom 12.-16. April sechs Versuche durchgeführt. Bei jedem Versuch wurde die Asymmetrie der Solarzellen erhöht, und so auch das Störmoment.
• VeRa-Gravitationsexperimente
  Zwischen dem 11. und 16. April 2010 wurden parallel zu den Widerstandsexperimenten tägliche Radio-Science-Messungen der Orbitstörungen durch die Massenverteilung der Venus durchgeführt.

• Orbit-Kontroll-Manöver (OCM)
  Nach dem Abschluss der Widerstandsexperimente war die Perizentrumshöhe fast auf die minimal erlaubten 175 Kilometer abgesunken. Am 17. April 2010 wurde das Perizentrum durch eine Beschleunigung um 5,978 m/s um 96,65 Kilometer angehoben
• Delta Differential One-Way Ranging (DDOR)
  Mit den beiden ESA-Stationen New Norcia und Cebreros wurde die Sonde am 10. April gleichzeitig verfolgt. Durch diese hochgenauen Messungen der Sondenposition sollten die aktuellen Ephemeriden der Venus selbst bestimmt werden.

Insgesamt arbeitet Venus Express weiterhin nominal. Im Lagekontrollsystem sind dabei zwei Besonderheiten aufgetreten. In Reaktionsrad 2 kommt es wiederholt zu höheren Reibungswerten der Lager, während die Sonde zur Erde ausgerichtet ist. Ursache sind erhöhte Temperaturen in dieser Konfiguration. Reaktionsrad 4 zeigte für fünf aufeinander folgende Tage ebenfalls erhöhte Reibungswerte, arbeitet momentan aber wieder nominal. Der Vorfall wird noch untersucht.

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