Quelle: Airbus Defence and Space.

Bremen / Noordwijk – Die Europäische Weltraumorganisation ESA und Airbus haben sich auf Serviceaufträge für zwei unabhängige Nutzlastmissionen geeinigt, die in den Jahren 2022 bzw. 2024 zur Nutzlastplattform Bartolomeo auf der Internationalen Raumstation (ISS) starten sollen.

Die erste Nutzlast ist die Exobiologie-Plattform (EXPO) der ESA. Sie trägt eine Reihe von Strahlungsexperimenten, die darauf abzielen, die Evolution von organischen Molekülen und Organismen im Weltraum besser zu verstehen. Die Anlage wird in einem dem Zenith zugewandten Slot platziert und zwei wissenschaftliche Module mit Bartolomeo verbinden. Diese Module werden alles beherbergen, was für die Experimente benötigt wird, einschließlich der wissenschaftlichen Probenbehälter, Fluidik Systeme und Sensoren für die einzelnen Experimente namens Exocube, IceCold und OREOcube. Am Ende der dreijährigen Mission werden die Proben zur Erde zurückgebracht, wo sie eingehend untersucht und analysiert werden.

Die zweite Nutzlast ist die Experimentplattform SESAME, die von der französischen Raumfahrtbehörde CNES entwickelt wurde. Diese Mission wird das Alterungsverhalten von neuen Materialien im Weltraum untersuchen und ebenfalls die Rückholoption von Bartolomeo nutzen. Nach einem Jahr im Weltraum werden die Experimente zur Erde zurückgebracht. Dann können die Wissenschaftler die Proben gründlich untersuchen, um die Auswirkungen der Weltraumumgebung auf die Materialien vollständig zu verstehen.

Diese Serviceaufträge im Wert von 6,5 Millionen Euro sind die ersten unter einem neuen Rahmenvertrag, den die ESA und Airbus abgeschlossen haben und der die allgemeinen kommerziellen Bedingungen für ESA-Nutzlastmissionen auf Bartolomeo vorgibt.

„Mit diesem Rahmenvertrag machen wir es der ESA deutlich einfacher, den Bartolomeo-Service für eine schnelle und kostengünstige Nutzung der ISS zu nutzen“, sagte David Parker, ESA-Direktor für astronautische und robotische Exploration. „Die kommerziellen Vereinbarungen wurden gestrafft, so dass unsere Forscher die Vorteile der kurzen Vorlaufzeiten und der hohen Flexibilität von Bartolomeo in vollem Umfang nutzen können. Wir freuen uns sehr, dass die ersten beiden ESA-Nutzlasten auf der Plattform gesichert sind, und wir freuen uns auf die Nutzung dieses neuen europäischen Assets auf der ISS.“

Andreas Hammer, Leiter Space Exploration bei Airbus, sagte: „Wir freuen uns auf die Zusammenarbeit mit unseren Partnern bei der ESA, um diese beiden und zukünftige Nutzlasten ins All zu bringen – und bei Bedarf auch wieder zurück. Das starke Interesse seitens der ESA und anderer Institutionen sowie einer Reihe kommerzieller Anbieter bestätigt den Bedarf an unseren effizienten und erschwinglichen Nutzlastträger-Lösungen für niedrige Erdumlaufbahnen.“

Die Bartolomeo-Plattform von Airbus wurde 2020 gestartet und mit einem Roboter am Columbus-Modul der ISS befestigt. Nach dem endgültigen Anschluss der Verkabelung während eines Weltraumspaziergangs Anfang 2021 wird die Plattform für die Inbetriebnahme im Weltraum bereit sein.

Bartolomeo ist eine Airbus-Investition in die ISS-Infrastruktur, die das Hosting von bis zu zwölf externen Nutzlasten in der Weltraumumgebung ermöglicht und einzigartige Möglichkeiten für Demonstrations- und Verifikationsmissionen im Orbit bietet. Sie wird in einer Partnerschaft zwischen Airbus, ESA, NASA und dem ISS National Laboratory betrieben.

Bartolomeo ist für viele Arten von Missionen geeignet, darunter Erdbeobachtung, Umwelt und Klimaforschung, Robotik, Materialwissenschaften und Astrophysik. Sie bietet Kunden und Forschern begehrte Nutzlast-Hosting-Fähigkeiten, um Raumfahrttechnologien zu testen, ein neues Raumfahrt-Business-Konzept zu verifizieren, wissenschaftliche Experimente in der Mikrogravitation durchzuführen oder in die Fertigung im Weltraum einzusteigen.

Startmöglichkeiten gibt es bei jeder Servicemission zur ISS, die etwa alle drei Monate stattfinden. Die Nutzlastunterbringung ermöglicht Steckplätze für eine große Bandbreite an Nutzlastmassen, von fünf bis 450 Kilogramm. Als Weiterentwicklung der Plattform wird Airbus eine optische Daten-Downlink-Kapazität von ein bis zwei Terabyte pro Tag bereitstellen.

Nutzlasten können innerhalb von eineinhalb Jahren nach Vertragsunterzeichnung vorbereitet und einsatzbereit sein. Nutzlastgrößen, Schnittstellen, Vorbereitung vor dem Start und Integrationsprozesse sind weitgehend standardisiert. Dies verkürzt die Vorlaufzeiten und senkt die Kosten im Vergleich zu herkömmlichen Missionskosten erheblich.

Airbus bietet diesen einfachen Zugang zum Weltraum als Komplettservice an. Dieser umfasst die technische Unterstützung bei der Vorbereitung der Nutzlastmission, den Start und die Installation, den Betrieb und die Datenübertragung sowie die optionale Rückkehr zur Erde.

Über Airbus
Airbus ist ein weltweit führendes Unternehmen im Bereich Luft- und Raumfahrt sowie den dazugehörigen Dienstleistungen. Der Umsatz betrug € 70 Mrd. im Jahr 2019, die Anzahl der Mitarbeiter rund 135.000. Airbus bietet die umfangreichste Verkehrsflugzeugpalette. Das Unternehmen ist europäischer Marktführer bei Tank-, Kampf-, Transport- und Missionsflugzeugen und eines der größten Raumfahrtunternehmen der Welt. Die zivilen und militärischen Hubschrauber von Airbus zeichnen sich durch hohe Effizienz aus und sind weltweit gefragt.

Verwandte Meldungen bei Raumfahrer.net:

• ISS: Erdbeobachtungssystem für Bartolomeo (14. Dezember 2020)
• Bartolomeo dockt erfolgreich an die ISS an (3. April 2020)
• Außenplattform Bartolomeo erweitert die ISS-Nutzung (5. März 2020)
• DLR testet Bartolomeo (12. Februar 2020)
• Bartolomeo auf dem Weg zur ISS (27. Januar 2020)

Diskutieren Sie mit im Raumcon-Forum:

• **ISS** Raumlabor Columbus

Der Beitrag ESA bucht zwei Nutzlasten auf Bartolomeo-Plattform erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: 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-Gerasimenko (der Einfachheit halber ab hier als „67P“ abgekürzt). Seitdem ‚begleitet‘ Rosetta diesen Kometen auf seinem Weg in das innere Sonnensystem und untersucht dieses Relikt aus der Entstehungsphase unseres Sonnensystems intensiv mit elf wissenschaftlichen Instrumenten.

Am 12. November wurde dabei ein weiterer Höhepunkt dieser überaus ambitionierten und erfolgreichen Mission zur Erforschung unseres Sonnensystems erreicht: Der von der Raumsonde Rosetta mitgeführte Kometenlander Philae wurde von Rosetta abgetrennt und erreichte um 16:35 MEZ die Oberfläche des Kometen 67P. Der Eingang des entsprechenden Signals auf der Erde erfolgte um 17:03 MEZ (Raumfahrer.net berichtete live aus den Raumsondenkontrollzentren in Darmstadt und Köln). Dort kam er schließlich nach einer dreifachen Landung an einem ungeplanten Standort zum Stehen, welcher aufgrund der dort gegebenen Beleuchtungsverhältnisse keine Möglichkeit bot, seine Energiereserven zu erneuern.

Trotzdem konnte der Lander – mit der Energie aus seiner auf eine Einsatzdauer von etwa 60 Stunden ausgelegten Primärbatterie 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 so weit erschöpft waren, dass sich Philae um 01:36 MEZ in einen „Schlafmodus“ versetzte.

Damit ist die Mission von Philae jedoch keineswegs beendet. Für die beteiligten Wissenschaftler beginnt jetzt vielmehr die Phase einer aufwendigen Datenaufbereitung und -auswertung. Trotzdem liegen dabei bereits zu diesem frühen Zeitpunkt erste Erkenntnisse vor.

„Wir haben viele wertvolle Daten gesammelt, die man nur in direkter Berührung mit dem Kometen erhalten kann. Zusammen mit den Messungen der Rosetta-Sonde sind wir auf einem guten Weg, Kometen besser zu verstehen. Ihre Oberflächeneigenschaften scheinen ganz anders zu sein als bisher gedacht“, so Dr. Ekkehard Kührt vom DLR-Institut für Planetenforschung in Berlin-Adlershof.
Eine eisige und harte Oberfläche
Eines der Instrumente des Landers – die Thermalsonde MUPUS – sollte mit mehreren Sensoren die Oberflächentemperatur und oberflächennahen Temperaturprofile, die thermischen Leitfähigkeit des Oberflächenmaterials sowie die Festigkeit und die Dichte der kometaren Materie ermitteln. Dabei sollte sich die Sonde auch unter die Oberfläche des Kometen ‚hämmern‘.

„Obwohl die Leistung des Hammers stufenweise erhöht wurde, konnten wir sie nicht tief in den Boden fahren“, so Prof. Tilman Spohn vom DLR-Institut für Planetenforschung, der Leiter des für MUPUS zuständigen Wissenschaftlerteams. Daraus leiten die Wissenschaftler ab, dass 67P über eine unerwartet harte Oberfläche verfügt, welche über die Festigkeit von tiefgefrorenem Eis verfügt.

„Wir haben reiche Ernte eingefahren und müssen diese Daten jetzt noch alle analysieren“, so Professor Spohn weiter. Lediglich die in den Ankern des Landers integrierten Thermalsensoren und Beschleunigungsmesser des MUPUS-Experiments kamen nicht zum Einsatz, da diese Anker, welche Philae auf der Kometenoberfläche fixieren sollten, bei der Landung nicht ausgelöst wurden.

Das SESAME-Instrument
Bei dem SESAME-Instrument handelt es sich um ein aus drei Einzelinstrumenten bestehendes Sensorenpaket, welche der Analyse der akustischen und dielektrischen Eigenschaften des Kometenkerns und seiner oberflächennahen Struktur dienen. Auch die an diesem Instrument beteiligten Wissenschaftler können bereits jetzt bestätigen, dass 67P offenbar bei weitem nicht so weich und ‚fluffig‘ ist, wie zuvor angenommen wurde. Das in den Landerbeinen befindliche Instrument CASSE – eines der drei Einzelinstrumente von SESAME – wurde bereits während des Landeanfluges an 67P aktiviert und registrierte bei der Landung deutlich den ersten Kontakt mit der Kometenoberfläche.

„Die Festigkeit der Eisschicht unter einer Staubschicht am ersten Landeplatz ist überraschend hoch“, so Dr. Klaus Seidensticker vom DLR-Institut für Planetenforschung. Diese Staubschicht verfügt anscheinend über eine Stärke von nur wenigen Zentimetern. Die beiden anderen Instrumentenkomplexe von SESAME liefern dagegen Hinweise auf eine derzeit noch eher geringe Aktivität des Kometen an der Landestelle sowie auf eine größere Menge an Wassereis, welche sich offenbar direkt unter Philae befindet.

Die Analyse einer Bohrprobe
Als letztes der Instrumente von Philae wurde am 14. November der Bohrmechanismus SD2 aktiviert. Hierbei handelt es sich um einen Bohrer, welcher Bodenproben aus einer Tiefe von bis zu 30 Zentimeter zutage fördern und anschließend den Analyseinstrumenten COSAC und PTOLEMY zur Verfügung stellen sollte. COSAC dient der Bestimmung der elementaren, isotopischen und chemischen Zusammensetzung der gefrorenen Komponenten der Kometenoberfläche. Bei PTOLEMY handelt es sich dagegen um ein Massenspektrometer mit einem vorschaltbaren Gaschromatographen zur Untersuchung der isotopischen Zusammensetzung der Bohrproben.

Derzeit gilt als gesichert, dass der Bohrer vollständig ausgefahren wurde und alle erforderlichen Arbeitsschritte abarbeitete, um eine Probe in den dafür vorgesehenen Analyseofen zu transportieren. Ob dabei wirklich eine Bodenprobe gewonnen und auch geliefert wurde ist dagegen noch unklar. Auf jeden Fall reagierte auch das Instrument COSAC wie vorgesehen. In einem nächsten Schritt müssen die Wissenschaftler die gewonnen Daten jedoch zunächst analysieren und dabei unter anderem herausfinden, ob mit dem Gaschromatographen von PTOLEMY tatsächlich eine Bodenprobe analysiert wurde.

„Wir haben zurzeit noch keine Informationen über Menge und Gewicht der Bodenprobe“, so Dr. Fred Goesmann vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung in Göttingen.

Weitere Informationen über die Bohrung sollen im Rahmen einer engen Zusammenarbeit von mehreren Instrumententeams gewonnen werden. Unter anderem kommt hierbei erneut das CASSE-Instrument ins Spiel. CASSE besteht aus drei piezoelektrischen Wandlern zur Erzeugung von akustischen Signalen und einem Empfänger, welcher ebenfalls auf der Basis piezoelektrischer Elemente arbeitet. Dies entspricht dem Prinzip eines Lautsprechers und eines Mikrofons. Für die Bestätigung eines erfolgreich durchgeführten Bohrvorganges wäre es wichtig zu erfahren, ob CASSE dieses Bohren ‚gehört‘ hat. Des weiteren ist es wichtig zu erfahren, welchen Widerstand die Thermalsonde MUPUS bei dem Hämmern registriert hat. Hieraus lässt sich die exakte Bodenfestigkeit ableiten. Und zudem muss analysiert werden, mit welcher ‚Kraft‘ der SD2-Bohrer zum Einsatz kam.

Die Suche nach organischen Molekülen
Sollte tatsächlich die Entnahme und Analyse einer Bodenprobe gelungen sein, so könnte sich in den dabei gewonnenen Daten auch zeigen, dass darin verschiedene organische Moleküle enthalten sind, welche allgemein als die „Grundbausteine des Lebens“ bezeichnet werden. Unabhängig davon, ob derartige Moleküle aus einer Tiefe von mehreren Zentimetern an die Oberfläche befördert und analysiert werden konnten, konnte das Instrument COSAC die ‚Atmosphäre‘ des Kometen analysieren und dabei auch die ersten organischen Moleküle aufspüren. Die genaue Analyse der dabei gewonnenen Spektren und die Identifikation der nachgewiesenen Moleküle hat bereits begonnen. Diese Arbeiten benötigen aber noch Zeit.

Die ROLIS-Kamera
Einer der großen ‚Gewinner‘ der dreifachen Philae-Landung ist die an der Unterseite des Landers angebrachte ROLIS-Kamera, welche die Phase der ersten Landung mit mehreren Aufnahmen dokumentiert hat. Aber auch nach der finalen Landung auf 67P wurde ROLIS erneut aktiviert und fertigte anschließend multispektrale Aufnahmen der Kometenoberfläche aus nächster Nähe an. Somit liegen dem Team nun Daten von gleich zwei verschiedenen Orten auf dem Kometen vor.
Radiowellen analysierten das Innere des Kometen
Bei dem Instrument CONSERT (kurz für „Comet Nucleus Sounding Experiment by Radio wave Transmission“) handelt es sich um ein Experiment, welches in Form von zwei Baugruppen sowohl auf dem Kometenlander als auch auf dem Orbiter Rosetta vertreten ist. Zwischen den beiden Instrumentenkomplexen ausgetauschte Radiowellen durchdrangen nach der Landung von Philae auf dem Kometen dessen Kern und lieferten dabei ein dreidimensionales Profil, welches Dank der reichlich gewonnenen Daten detaillierte Informationen über die innere Struktur und die Zusammensetzung des Kometenkerns liefern wird. Allerdings müssen auch diese Daten zuerst ausgewertet werden, bevor gesicherte Aussagen getätigt werden können. Derartige CONSERT-Messungen stellten dann auch die letzten wissenschaftlichen Aktivitäten dar, bevor sich Philae am 15. November in den energiebedingten Schlafmodus versetzte.

Ein erneuter Kontakt mit Philae im nächsten Frühjahr?
Diese Daten müssen aber nicht zwingend die letzten Informationen gewesen sein, welche Philae an die Erde übermittelt hat. Es besteht die eventuelle Möglichkeit, dass der Lander seinen derzeitigen Schlafmodus beendet, sobald sich die an seinem derzeitigen und im Detail immer noch unbekannten Aufenthaltsort gegebenen schlechten Lichtverhältnisse verbessern. Im Frühjahr oder spätestens im Sommer 2015 könnten sich dabei eine Beleuchtungs- und Temperatursituation ergeben, welche ein Aufladen der Batterien und damit eine Weiterführung der Mission ermöglicht.

„Ich bin sehr zuversichtlich, dass Philae wieder Kontakt mit uns aufnimmt und wir die Instrumente erneut betreiben können“, so der Philae-Projektleiter Dr. Stephan Ulamec vom DLR. Der Kometenorbiter Rosetta ist jedenfalls auch weiterhin ‚auf Empfang‘ und wird auch in den kommenden Monaten nach entsprechenden Signalen von Philae Ausschau halten. „Auf dem ersten Landeplatz hätten wir dazu natürlich bessere Beleuchtungsbedingungen vorgefunden“, so Dr. Ulamec weiter. „Jetzt stehen wir etwas schattiger und werden für das Aufladen [der Batterien] länger benötigen.“

Trotzdem bietet dieser ’schattige Landeplatz‘ auch einen Vorteil, welcher sich auf die Dauer der zukünftig fortzusetzenden Mission auswirkt. Philae wird an seinem jetzigen Standort in Zukunft sehr wahrscheinlich nicht so stark erwärmt werden wie an dem ursprünglich angepeilten Landeplatz Agilkia (ehemals als „Landeplatz J“ benannt). Dies erhöht prinzipiell die Chance, dass der Lander länger einsatzfähig bleibt als – wie ursprünglich vorgesehen – nur bis zum März 2015.

Diskutieren Sie mit im Raumcon-Forum:

• Mission Rosetta
• Kometen

Verwandte Seiten bei Raumfahrer.net:

• Rosetta-Sonderseite
• Rosetta-Newsarchiv
• Kometen-Newsarchiv

Der Beitrag Kometenlander Philae – Datenauswertung hat begonnen erschien zuerst auf Raumfahrer.net.