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Deep Impact

Die Mission

Am Morgen des 4. Juli 2005 um 7.52 Uhr schlug das von der Sonde Deep Impact transportierte Kupfergeschoss auf dem Kometen Tempel 1 ein. Wie erwartet, brach die Wucht des Aufpralls die Oberfläche des Kometen auf. Staub, Gas und Gestein wurden ins All geschleudert, ein Krater entstand. Der Einschlag wurde im Rahmen einer der größten jemals organisierten astronomischen Kampagnen beobachtet. Neben der Muttersonde Deep Impact selbst hatten weitere gerade im All befindliche Sonden ihre Messinstrumente auf Tempel 1 ausgerichtet.

Das Hubble Weltraum-Teleskop und die größten Teleskope auf der Erde zeichneten Bilder vom Einschlag und seinen Folgen auf. Messungen des Sonnenlichts und der Röntgenstrahlung, die von den ins Weltall geschleuderten Trümmern reflektiert wurde, lieferten den Schlüssel für das Rätsel um die Bestandteile des Kometeninnern. Vor Deep Impact war nur die Untersuchung der Zusammensetzung der Oberflächen und der Kometenschweife gelungen. Oberfläche und Schweif sind aber durch die Sonnenstrahlung und die kosmische Strahlung stark beeinflusst und verändert. Das von der "Weltraumerosion" unbeeinflusste und 4,6 Milliarden Jahre alte Material im Innern eines Kometen hatte man bis dahin nie gezielt untersuchen können. Die einzigen Erkenntnisse über das Kometeninnere waren durch die zufällige Beobachtung von Gas- und Staub-Ausbrüchen aus Kometenkernen zusammengekommen. Sie mündeten in der Vermutung, dass sich im Innern der Kometen noch Materie aus der Urzeit des Sonnensystems befinden sollte. Diese sollte in ihrer Zusammensetzung der Staubscheibe ähneln, aus der sich die Planeten und deren Monde bildeten.

Was die Deep Impact dann herausfand bestätigte einerseits diese Vermutung, barg andererseits aber auch große Überraschungen. So wurden Sand und Silikate gefunden - das hatte man erwartet. Überrascht waren die Forscher aber über das Vorkommen von Lehm und Karbonaten, die uns auf der Erde beispielsweise in Form von Muschelschalen vertraut sind. Zur Bildung von Lehm und Karbonaten braucht es flüssiges Wasser, und genau dieses sollte es nach der gängigen Theorie in der tief kalten "Geburtszone" der Kometen am Rand des frühen Sonnensystems nicht gegeben haben. Die Ergebnisse von Deep Impact führten also nun zu der Vermutung, dass das frühe Sonnensystem stärker als bislang gedacht von innen nach außen durchmischt wurde, und so die tiefgefrorene Kometenmaterie auch für längere Zeit auftauen konnte. Ebenfalls überraschende Neuentdeckungen im Kometeninnern waren eisenhaltige Verbindungen und aromatisierte Kohlenwasserstoffe, wie man sie auf der Erde aus Autoabgasen kennt. Nun ist es an den Wissenschaftlern, diese Ergebnisse mit der Theorie zur Entstehung der Kometen in Einklang zu bringen.

Die Sonde und das Projektil

Deep Impact wurde am 12. Januar an der Spitze einer Delta II - Rakete gestartet. Nach knapp einem halben Jahr Flugzeit und 431 Millionen Kilometer Flugsstrecke hatte die Sonde den Kometen Tempel 1 erreicht und war auf Kollisionskurs mit ihm. Der mit Deep Impact transportierte "Impactor" war 370 Kilogramm schwer und ungefähr so groß wie ein Kühlschrank. Er wurde 24 Stunden vor dem Aufprall von der Sonde gelöst und blieb auf Kollisionskurs mit dem Kometen. Die Sonde selbst brachte sich durch eine Kursänderung auf eine Bahn, die sie in 500 Kilometer Entfernung sicher am Kometen vorbeiführte. Das Kupferprojektil verfügte über eigene Steuerdüsen für Bahnkorrekturen. Mithilfe eines eingebauten Computers und entsprechender Software suchte das Projektil selbstständig den hellsten Punkt auf der sonnenbeschienenen Seite des Kometen und steuerte darauf zu. In seinem Innern saßen Kameras, die bis zum Einschlag Bilder der Kometenoberfläche lieferten. Die Geschwindigkeit beim Einschlag betrug 10 Kilometer pro Sekunde. Die Muttersonde beobachtete nach dem Einschlag noch für 13 Minuten die Folgen, wendete dann aber ihre empfindlichen Instrumente vom Kometen ab. Das geschah zum Schutz vor Partikeln und Staubteilchen, die vom Einschlag herrührten und nun wie kleine Geschosse auf die Sonde zurasten.

Das Ziel

Komet Tempel 1 wurde 1867 von Ernst Tempel entdeckt. Er ist 14 Kilometer lang und 5 Kilometer breit und dreht sich langsam um sich selbst. Auf seiner Bahn umkreist er die Sonne alle 5,5 Jahre. Aufgrund seiner geringen Masse verfügt er kaum über eigene Anziehungskraft. Das von Deep Impact abgesetzte Projektil fiel also nicht von selbst auf den Kometen sondern musste genau ins Ziel gesteuert werden. Durch seine viele Umkreisungen in Sonnenähe hat Tempel 1 schon viel Gas und Staub im Sonnenwind verloren und ist ein verhältnismäßig ruhiger Komet. In den Tagen vor dem Aufschlag zeigte sich Tempel 1 aber sehr aktiv und schleuderte Staubfontänen ins All. Der Einschlag änderte die Geschwindigkeit des Kometen nur um 0,35 Millimeter pro Stunde und hatte damit keinen messbaren Einfluss auf die Kometenbahn.