Rosetta erfolgreich reanimiert!

Rosetta erfolgreich reanimiert!

957 Tage Tiefschlaf – Was sonst nur Politikern zugetraut wird, hat seit Montag ein zwei Meter großer Würfel im tiefsten Weltraum unbeschadet überstanden. Aus mehr als 800 Millionen Kilometern Entfernung sendete ESA-Sonde “Rosetta” nach zweieinhalb Jahren Funkstille wieder ein Lebenszeichen zur Erde.

Seit März 2004 befindet sich die Sonde nun schon auf dem Weg zum Kometen Tschurjumow-Gerasimenko. Auf einer elliptischen Umlaufbahn um die Sonne zog Rosetta in den vergangenen Jahren dreimal dicht an der Erde vorbei, um sich in unserem Gravitationsfeld “Schwung” zu holen. So wurde ihre Geschwindigkeit schließlich hoch genug, um den Kometen auf seiner eigenen Umlaufbahn einholen zu können. Dies wird voraussichtlich im August der Fall sein, wenn Rosetta in den kommenden Monaten ein Bremsmanöver einleitet, um ihre Geschwindigkeit dem Zielobjekt anzupassen. Anschließlich wird sie in einen stabilen Orbit um Tschurjumow-Gerasimenko gehen.

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Rosettas Reise um die Sonne, Quelle: AFP/ESA/DLR/Tagesspiegel

Doch warum nimmt man diesen weiten Weg überhaupt auf sich? “Kometen sind die Kinder des Sonnensystems”, erklärt uns Professor Karl-Heinz Glaßmeier vom Institut für Geophysik und extraterrestrische Physik der TU Braunschweig. Sie sind versprengte Überbleibsel der Entstehung unseres Sonnensystems vor zirka viereinhalb Milliarden Jahren. Seitdem ziehen sie unangetastet von äußeren Einflüssen – und somit vermutlich ohne Verunreinigungen – ihre Bahn um die Sonne. Dieser konservierte Zustand macht sie für die Forschung so interessant. Mittels physikalischer, chemischer und biologischer Untersuchungen erhofft man sich, neue Erkenntnisse über die Entstehung unseres Sonnensystems zu gewinnen. Und somit vielleicht auch eine Antwort auf die Frage, wie einst Wasser oder gar Leben auf die Erde gelangten.

Zu diesem Zweck ist Rosetta mit einer Vielzahl an Kameras und Sensoren ausgestattet, um den Kometen ab August zu kartographieren und zu vermessen. Absolutes Neuland wird die Weltraumforschung jedoch erst im November betreten. Denn in Rosettas Bauch befindet sich die Landeeinheit “Philae”. Sie hat einen Durchmesser von zirka einem Meter und wiegt etwa 100 kg. Philae wird versuchen, erstmalig in der Geschichte der Raumfahrt auf einem Kometen zu landen, um Messungen aus nächster Nähe durchzuführen und Proben zu nehmen. Ein waghalsiges und mathematisch höchst anspruchsvolles Manöver, rasen Sonde und Komet doch mit einer relativen Geschwindigkeit von 20.000 km/h durch den Weltraum. Zudem befindet sich Rosetta für die Kontrollstation auf der Erde quasi im Blindflug, denn die Laufzeit des Funksignals beträgt mehr als 30 Minuten. Eine direkte Kontrolle in Echtzeit ist also nicht möglich – alle Manöver müssen im Voraus berechnet und programmiert oder gar von der Sonde autonom durchgeführt werden, erklärt Professor Uwe Motschmann vom Institut für Theoretische Physik. Zudem weiß man nicht, wie hart die Oberfläche des Kometen ist. Versinkt Philae in ascheartigem Schneestaub? Oder prallt sie gar von hartem Eis wieder ab und wird in den Raum geschleudert?

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Modell der Landeeinheit „Philae“ im Maßstab 1:2

An dieser spektakulären Mission der Europäischen Raumfahrtbehörde ESA sind auch Braunschweiger WissenschaftlicherInnen beteiligt. Am DLR entwickelte man die Struktur der Sonde, vergleichbar mit der Karosserie beim Auto. Die große Herausforderung habe darin bestanden, eine möglichst leichte aber zugleich stabile und wärmeisolierende Hülle zu entwickeln, so DLR-Leiter Professor Joachim Block, der schon seit den späten 80er-Jahren am Projekt beteiligt ist. Die Hülle gleiche einer riesigen Thermoskanne, welche die empfindlichen Instrumente der Sonde nicht nur vor Temperaturen von bis zu -180 Grad Celsius schütze, sondern auch Beschleunigungskräften vom 25-Fachen der Erdanziehungskraft standhalte.
Vom Institut für Geophysik und Extraterrestrische Physik der TU stammt das Magnetometer an Bord der Sonde. Mit dessen Hilfe sollen nicht nur feinste magnetische Felder im All gemessen, sondern auch Erkenntnisse darüber gewonnen werden, wie ein Kometenschweif entsteht und welchen Dynamiken er folgt.
Die Instrumentenrechner des Massenspektrometers und der Bordkamera wurden von WissenschaftlerInnen des Instituts für Datentechnik und Kommunikationsnetze entwickelt. Zwar besitzt die Kamera nur zwei Megapixel und damit weniger als jedes moderne Handy. Dafür sei sie jedoch extrem robust und zuverlässig. Einen Ausfall in 800 Millionen Kilometern Entfernung dürfe man schließlich nicht riskieren, klärt uns Institutsleiter Professor Harald Michalik auf.

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Sein Handy würde er nicht in den Weltraum schicken – Prof. Glaßmeier im Gespräch mit Moderatorin Dr. Hoffmann

Doch wozu die jahrelange Tiefschlafphase? Rosetta befindet sich in einer elliptischen Umlaufbahn um die Sonne, auf welcher sie in den vergangenen zweieinhalb Jahren in einen sehr weit außen gelegenen Bereich unseres Sonnensystems gelangte. Dort ist das Sonnenlicht zu schwach, um alle Systeme der Sonde über ihre Solarsegel zu betreiben. Im Juni 2011 begab sich Rosetta daher in einen Tiefschlaf, die sogenannte “Deep Space Hibernation”. In dieser Phase werden nur noch der Bordcomputer und einige Heizelemente betrieben, damit die empfindlichen Geräte im Inneren nicht einfrieren.
Am Montag erreichte die Sonde nach 957 Tagen ohne Kontakt endlich den Punkt auf der Umlaufbahn, ab dem die Sonnenstrahlung wieder zum vollen Betrieb ausreicht. Daher sendete man ihr am Vormittag ein Aufwach-Signal, das Rosetta dazu veranlassen sollte, nach und nach ihre Systeme hochzufahren und ihre Antennen in Richtung Erde auszurichten. Am Ende dieses mehrstündigen Vorganges sollte die Sonde ihrerseits ein kurzes Bereitschaftssignal an die Erde senden. Kritisches Bangen also bei allen Beteiligten: Ist Rosetta intakt aus ihrem Winterschlaf erwacht oder aber für immer im Weltall verschollen?

Um bei diesem Weltraum-Krimi mitzufiebern, fanden sich am Montagabend mehr als 200 Gäste im Foyer des Hauses des Wissenschaft ein. Auch TU-Präsident Professor Jürgen Hesselbach ließ sich dieses Ereignis nicht entgehen. Auf einer Videoleinwand konnten sie ab 17:30 Uhr die Geschehnisse im ESA-Kontrollzentrum in Darmstadt live verfolgen. Eine grüne Signalkurve würde mit einem spitzen Ausschlag nach oben das erfolgreich empfangene Signal Rosettas anzeigen. Doch ein Lebenszeichen der Sonde erwartete man frühestens um 18:15 Uhr, und so bestand für die leitenden Braunschweiger Wissenschaftlicher reichlich Zeit, über Details des Projektes zu plaudern und Fragen der Zuschauer zu beantworten. Diese einzigartige Möglichkeit wurde auch ausgiebig genutzt, lebhaft moderiert von TU-Pressersprecherin Dr. Elisabeth Hoffmann. Mehrere Kurzfilme über die Entstehung der Mission lockerten die technische Fachsimpelei zudem auf. Darunter auch der Braunschweiger Videobeitrag zum „Wake Up! Contest“ der ESA, über den noch bis Freitag um 13 Uhr hier abgestimmt werden kann. So verging auch die Wartezeit auf der Erde wie im Flug.

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Mehr als 200 Gäste warten im Haus der Wissenschaft auf ein Lebenszeichen der Sonde

Als gegen halb sieben immer noch kein Signal eingetroffen ist, macht sich im Publikum langsam Nervosität breit. Doch Professor Glaßmeier beruhigt: Eine Verzögerung von ein bis zwei Stunden sei im Toleranzbereich. Er gehe fest davon aus, dass das Signal bald eintreffe. Zur Not werde die ESA eine stärkere Empfangsantenne hinzuschalten.
Weitere dreißig Minuten vergehen. Das Publikum wird aufgefordert, sich doch schon mal Sekt an der Getränkebar zu holen, und die Menschen verstreuen sich ein wenig. Die Wissenschaftler auf der Bühne witzeln, dass wahrscheinlich ausgerechnet jetzt das Signal eintreffen wird.
Und wie es der Zufall will, ist es um 19:18 Uhr tatsächlich so weit: Professor Block reißt als erster die Hände in die Luft – die Blicke aller Anwesenden richten sich schlagartig auf ihn und anschließend auf die Videoleinwand: die Signalkurve zeigt einen deutlichen Ausschlag! Jubel brandet auf. Auch die Hände der anderen Wissenschaftler schnellen in die Höhe, strahlende Gesichter, denen die Erleichterung anzusehen ist. Viele Jahre Forschung, Entwicklung und banges Warten waren nicht umsonst, das Abenteuer kann weitergehen.

Rosetta lebt!

(sd)

Fotos: Stephen Dietl

Titelbild: esa.int

2 Kommentare

  1. Reinhardt Dietl

    Unsere Erde ist nur ein Staubkorn im Universum.
    Wir dort existierende Winzlinge sind aber zu Großem fähig.! Bravo ! ! !

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