Ein Beitrag von Maria Steinrück. Quelle: NASA.

Am 7. Februar 1999 startete die NASA-Raumsonde Stardust mit dem Ziel Wild 2. Dabei handelt es sich um einen Kometen, dessen Zusammensetzung die Sonde untersuchen und schließlich Proben zur Erde zurückbringen sollte. Fünf Jahre später erreichte sie den Kometen. Die Proben wurden mithilfe einer Aerogel genannten Substanz eingefangen. Nachdem Stardust dort seine Aufgaben erfüllt hatte, kehrte sie zur Erde zurück und setzte eine Landekapsel ab, die am 15. Januar 2006 im US-Bundesstaat Utah landete.

Inzwischen wurden die zurückgebrachten Proben analysiert. Man kam zu dem Ergebnis, dass Kometen aus mehr chemischen Zusammensetzungen bestehen, als man bisher annahm. Darunter finden sich organische Verbindungen und Stoffe, die sich bei höheren Temperaturen als die auf dem Kometen gebildet haben müssen.

Interessant ist, dass einige Mineralien gefunden wurden, die höchstwahrscheinlich im Inneren unseres Sonnensystems oder nahe eines anderen Sternes gebildet wurden. Das wirft einige Fragen auf, denn der derzeitigen Theorie nach werden Kometen am äußeren Rand unseres des Sonnensystems gebildet.

Eine Erklärung dafür lässt sich in einem bestimmten Modell finden: Als die Sonne noch ein Protostern war, könnte sie an den Polen starke Gasstrahlen ausgestoßen haben. Dieses Phänomen, das bei Protosternen auftritt, heißt „bipolarer Ausfluss“ oder „protostellarer Jet“. Die austretenden Gase bewegten nun Mineralien, die sich nahe der Sonne gebildet hatten, weiter nach außen.

Unter den Proben befanden sich auch organische Verbindungen, die sich jedoch von bisher auf Meteoriten gefundenen Stoffen deutlich unterscheiden.

Ein weiterer Bereich der Analyse war der Vergleich von Kometenstaub und interstellarem Staub. Dabei zeigten sich größere Unterschiede in der Dichte als von manchen Forschern vermutet.

Am Beispiel Wild 2 wird klar, dass die Entstehung von Kometen weit komplexer ist, als bisher angenommen wurde.

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Ein Beitrag von Martin Ollrom. Quelle: NASA. Vertont von Dominik Mayer.

Einige Partikel des Kometen Wild 2 wurden von der Sonne ausgestoßen und vom Kometen aufgenommen, jedoch war zu diesem Zeitpunkt die Sonne noch viel jünger. Die Partikel wurden in der Stardust – Landekapsel gefunden, welche diese im Januar 2006 sicher durch die Erdatmosphäre transportierte. Es steht außer Zweifel, dass das Material vom Sonnensystemzentrum – der Sonne – in das äußere Sonnensystem gelangte, wo auch die meisten Kometen entstanden sind. Dies könnte die Sichtweise von Kometenentstehungen der Forscher revolutionieren. Dadurch kann die Zusammensetzung von Kometen jetzt noch besser bestimmt werden und man weiß, worauf besonders geachtet werden sollte und wonach besonders gesuchen werden sollte.

„Das Interessante dabei ist, dass wir diese heißeren Mineralien in den Materialien gefunden haben, die von den kältesten Plätzen unseres Sonnensystems stammen“, wundert sich Donald Brownlee, Stardust Teammitglied der Universität von Seattle, Washington. Forscher haben lange Zeit gedacht, dass Kometen nichts anderes als kalte, eisige Felsbrocken im Weltall seien, die aus Gas und Staub im äußeren Sonnensystem entstanden. Aber Kometen können scheinbar nicht so einfach erklärt werden! Jeder einzelne scheint eine eigene Vergangenheit zu haben und sich anders zusammenzusetzen. Der Komet Wild 2 hat eine sehr komplexe Vergangenheit. „Wir haben wärmere Mineralien gefunden, die vermutlich von starken bipolaren Strömen, ausgehend von der Sonne, ins äußere Sonnensystem gelangten“, erklärt Michael Zolensky, ebenfalls Stardust Teammitglied, die neuen Erkenntnisse. „Es scheint so, als ob Kometen aus Materialien bestehen, die verschiedene Temperaturen haben. Außerdem scheinen sie auch nicht komplett aus flüchtigen Materialien zu bestehen.“

Ein Mineral, das gefunden wurde, ist Olivin, eine Hauptkomponente des grünen Sandes auf den Stränden Hawaiis. Es ist ein häufig auftretendes Mineral im Universum, jedoch sind die Forscher überrascht, es in Kometenstaubpartikel zu finden. Olivin ist eine Zusammensetzung aus Eisen, Magnesium und einigen anderen Elementen. Neben Olivin wurden in den Wild 2 Staubpartikeln noch Calcium, Aluminium und Titanium gefunden.

Stardust passierte den Kometen Wild 2 in einer Entfernung von 149 Meilen im Januar 2004. Dabei hat er Kometenstaubpartikel gesammelt, welche er im Januar 2006 in Utah ablieferte. Die Partikel wurden auf etwa 150 Wissenschaftlerteams aufgeteilt. „Die Sammlung von Partikeln ist großartiger als wir bisher dachten“, freut sich Peter Tsou vom JPL, über die erfreulichen Nachrichten. „Die Sammlung beinhaltet etwa zwei Dutzend große Stücke, die sogar mit bloßem Auge zu sehen sind.“ Sie sind sehr klein, die meisten kleiner als eine Haarlänge. Alle anderen sind mit bloßem Auge nicht sichtbar – sie haben etwa eine Größe von einem hundertstel Millimeter. Allein ein solches Partikel kann in hunderte Stücke für Forscher geteilt werden.

Neben den Staubpartikeln des Kometen hat Stardust während seiner siebenjährigen Reise auch noch interstellare Staubpartikel gesammelt. Forscher im Johnson Center haben bereits begonnen, diese interstellaren Staubpartikel detailliert zu überprüfen.

Wer weiß, welche Geheimnisse die Stardust-Staubpartikel noch beherbergen? Es sind vermutlich noch sehr viele, die nur darauf warten, von den Forschern entdeckt zu werden. Bereits jetzt kann man den wissenschaftlichen Wert der Stardust-Mission nicht hoch genug einschätzen.

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Ein Beitrag von Martin Ollrom. Quelle: NASA.

Sie ist bereits mehr als sieben Jahre im All und hatte eine äußerst interessante, wenn auch komplizierte und gefährliche Mission. Am 15. Januar 2006 ging die sehr erfolgreiche Mission zu Ende. Während sich die Forscher auf der Erde auf die Kometenstaubpartikel stürzen, fragt man sich in Fachkreisen, was nun mit der Raumsonde werden soll? Diese Frage wird die Techniker und Forscher auch weiterhin beschäftigen, doch bis die Entscheidung steht, darf sich Stardust ausruhen. In dieser Woche haben die Techniker alle Geräte der Raumsonde abgeschaltet, ausgenommen Energieversorgung, Empfangssystem und die Systemheizung.

„Wir sangen unsere Raumsonde mit einer Folge von binären 0-en und 1-en in den Schlaf“, scherzte Tom Duxbury, Stardust-Projektmanager beim JPL der NASA. „Stardust hat mehr als sieben Jahre einwandfrei funktioniert und etwa 4,6 Milliarden Meilen zurückgelegt. Da hat sich die Raumsonde sicherlich eine kleine Pause verdient.“ Am 29. Januar 2006, um genau 13:00 Uhr (MEZ), wurden alle Systeme, ausgenommen der oben genannten, abgeschaltet. Dieser Schlafmodus kann über Jahre, ja sogar über Jahrzehnte andauern, ohne dass sich die Geräte an Bord abnutzen. „Dadurch, dass wir Stardust in den Schlafmodus geschickt haben, können wir jetzt in die Zukunft blicken und eine genaue Verwendung für Stardust suchen. Jetzt wäre eine Entscheidung viel zu hastig und vermutlich übereilt. Stardust hat viel Potenzial, das man überlegt anlegen muss“, meint Dr. Tom Morgan vom NASA-Hauptquartier in Washington DC. „Bis jetzt ist die Mission einmalig gut verlaufen. Alles was wir mit dieser Aktion wollen, ist einfach die Ressourcen der Raumsonde für später aufheben.“

Zurzeit befindet sich die Raumsonde in einem Orbit, der sie nahe an die Sonne bringt. Danach geht es wieder zurück zum Mars und sogar noch weiter hinaus. Der nächste Fly-By an der Erde wird erst am 14. Januar 2009 stattfinden – bis dahin sollten die Forscher und Techniker sicherlich eine neue Berufung für die Raumsonde gefunden haben! An diesem Tag wird die Raumsonde in einer Entfernung von einer Million Kilometer die Erde passieren.
Kometenstaubpartikel in sehr gutem Zustand
Während man sich fragt, was mit der Raumsonde Stardust nun zu machen ist, freuen sich die Forscher über die großartigen Kometenstaubpartikel. Sie erhoffen sich dadurch, dass man die Entwicklung des Sonnensystems besser verstehen kann. Die Forscher kommen beim Entfernen der Staubpartikel von der Landekapsel sehr gut weiter und können bald mit den gesamten Staubpartikeln arbeiten und forschen. Erste Forschungsergebnisse werden dann relativ schnell zu erwarten sein.

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Ein Beitrag von Michael Stein. Quelle: NASA.

Es wird ein feuriges Wiedersehen werden: Um 10:57 Uhr (MEZ) wird die rund 45 Kilogramm schwere Rückkehrkapsel mit einer Geschwindigkeit von 12,8 Kilometern pro Sekunde in die Erdatmosphäre eintauchen – schneller als jedes andere von Menschenhand gemachte Objekt in der Geschichte der Raumfahrt. Dementsprechend hell wird dieser künstliche Meteorit in den oberen Luftschichten aufleuchten, was nicht nur von interessierten Beobachtern am Boden, sondern auch von mehreren Wissenschaftlern an Bord einer DC-8 aufmerksam verfolgt werden wird: Durch genaue Aufzeichnung der während des Abbremsvorgangs entstehenden Strahlung soll das Verhalten des Karbon-basierten Hitzeschutzschildes beim Wiedereintritt später penibel ausgewertet werden, da das Hitzeschildmaterial unter Umständen auch bei den geplanten bemannten Raumkapseln der NASA zum Einsatz kommen soll.
Die vergleichsweise kleine Raumsonde Stardust war am 7. Februar 1999 als Nutzlast einer Delta II-Trägerrakete in den interplanetaren Raum aufgebrochen, um Proben des Kometen „Wild 2“ zu sammeln und zur Erde zurückzubringen. Um dieses Ziel zu erreichen ist die Sonde mit zwei „Staubsammlern“ ausgestattet, die in Form und Größe einem Tennisschläger ähneln. Einer der beiden Kollektoren wurde am 2. Januar 2004 ausgeklappt, als die Raumsonde in gerade einmal 240 Kilometern Entfernung an dem Kometen vorbeisauste. Außer Kometenpartikeln konnten bei diesem Vorbeiflug auch mehrere Aufnahmen des Kometenkerns in beeindruckender Qualität von der Stardust-Kamera gemacht werden. Der zweite Kollektor an Bord von Stardust hatte eine andere Aufgabe zu erfüllen: Mit seiner Hilfe sollten winzige Spuren interstellaren Staubs gesammelt werden, die aus Richtung des Sternbilds Schütze (Sagittarius) in das Sonnensystem einströmen. Während des jahrelangen Fluges wurde er daher für mehrere Monate ausgeklappt, um dieses Missionsziel zu erreichen.

Sowohl die Kometenpartikel wie auch die Spuren interstellarer Materie sind von den beiden Kollektoren mit Hilfe einer rund 1.000 Quadratzentimeter grossen Fläche so genannten „Aerogels“ aufgefangen worden. Dieser bis zu drei Zentimeter dicke, poröse silikon-basierte Schaum besteht zu 99,8 Prozent aus Luft und soll die mit enormer Geschwindigkeit eintreffenden Partikel auffangen. Die Rückkehrkapsel, die morgen im US-Bundesstaat Utah an einem Fallschirm hängend sanft landen soll, enthält die beiden mit Aerogel gefüllten Kollektoren, die nach der Bergung in Laboratorien vorsichtig geöffnet werden sollen. Vor allem die folgende Suche nach den im Aerogel gefangenen interstellaren Partikeln wird ob ihrer Winzigkeit aufwendig werden. Um sich diese Mammutaufgabe zu erleichtern sucht die University of Berkely unter der Internet-Adresse http://stardustathome.ssl.berkeley.edu/ Freiwillige, die sich an der Suche nach den geschätzten gerade einmal 45 Einschlagstellen im Aerogel beteiligen.

Die letzte Phase der Stardust-Mission wird bereits am kommenden Morgen beginnen, wenn sich um 06:57 Uhr (MEZ) die Rückkehrkapsel von der Raumsonde löst. (Etwa zwanzig Minuten später wird Stardust eine Kurskorrektur vornehmen, mit der die Raumsonde in eine Umlaufbahn um die Sonne einschwenkt.) Richtig spannend wird es dann spätestens um 11:00 Uhr (MEZ), wenn sich der erste Fallschirm der Rückkehrkapsel öffnen soll – aufgrund fehlerhaft eingebauter Sensoren klappte dies bei der mit einem vergleichbaren Landesystem ausgestatteten Genesis-Rückkehrkapsel im September 2004 nicht, doch dieses Mal sind die Missionsmanager optimistisch, dass die Landung wie vorgesehen abläuft und die Kapsel gegen 11:12 Uhr (MEZ) sanft auf dem Gelände der U.S. Air Force Test and Training Range in Utah niedergeht.

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Ein Beitrag von Axel Orth. Quelle: Space.com.

Forscher der Universität von Kalifornien in Berkeley/USA kündigten das neue Projekt „Stardust@Home“ an. Dabei handelt es sich um eine Art „virtuelles Mikroskop“, mit dem jeder User sich Bilder von den Proben aus dem Internet laden und darin nach winzigen Staubkörnchen suchen kann. Zur Belohnung winkt die Benennung des Korns nach seinem Finder.
Im ersten Moment mag das widersinnig klingen: Wozu braucht man so viele Helfer, nur um ein paar Staubkörner zu finden? Aber obwohl Stardust mitten durch den Eis- und Staubschweif des Kometen „Wild 2“ geflogen ist, rechnen die Forscher nur mit wenigen Einschlägen in das Trägermaterial. Um diese dennoch sicher zu identifizieren, wird der Träger in winzigste Portionen zerschnitten und diese werden fotografiert. 1,5 Millionen Bilder sollen es werden, und zu deren Auswertung ist jede Hilfe willkommen…

Der Beitrag Neues Projekt Stardust@Home erschien zuerst auf Raumfahrer.net.