Die Kometen-Mission "Rosetta"

Weltall

Die Kometen-Mission "Rosetta"

1993 fällt der Startschuss für eines der ehrgeizigsten Projekte der europäischen Raumfahrt. Die ESA beschließt, mit der Raumsonde Rosetta zum hunderte Millionen Kilometer entfernten Kometen "67P/Tschurjumow-Gerassimenko" zu fliegen und den Lander Philae auf dem Kometen abzusetzen. Ein gewagtes Unternehmen mit vielen Risikofaktoren, das nach über 20 Jahren mit einem sensationellen Erfolg endet.

Philae auf der Kometenoberfläche

Philae auf der Kometenoberfläche

Von der Idee zur Planung

Landeanflug auf einen Kometen

Landeanflug auf einen Kometen

Am 22. Mai 1985 trifft sich eine kleine Gruppe von Wissenschaftlern um Projektleiter Dr. Gerhard Schwehm an der Eidgenössischen Technischen Hochschule in Zürich, um für die ESA einen Vorschlag für eine sogenannte "Planetare Eckpfeiler-Mission" auszuarbeiten. Sie wollen zu einem Kometen fliegen, dort Proben sammeln und zur Erde zurückbringen. Die Mission Rosetta soll einige Rätsel der Kometen lüften. Sie gelten als Zeugen der Entstehungsgeschichte unseres Sonnensystems und sie könnten auch das Leben auf die Erde gebracht haben. Eigentlich sollte die Mission zusammen mit der NASA durchgeführt werden. Aber nachdem 1986 das Space Shuttle "Challenger" explodierte, wurden viele Raumfahrtprojekte der NASA in den USA in Frage gestellt. Drei Jahre später zog sich die NASA dann aus Kostengründen aus dem Rosetta-Projekt zurück.

Die ESA steckte gab nicht auf und begann die Mission neu zu planen. Dabei traf man auch die Entscheidung, Kometenproben nicht zur Erde zurückzubringen, sondern direkt vor Ort zu untersuchen. Also gewissermaßen ein Mini-Labor auf den Kometen zu bringen. Diese Aufgabe sollte der Lander "Philae" übernehmen. Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) übernahm federführend Entwicklung, Bau und Leitung der Landemission.

Die Bauphase gestaltet sich schwierig

Aufnahme der Wartungshalle der Sonde mit Rosetta

Rosetta in der Wartungshalle

Ein großes Problem der Mission: Die Ingenieure und Wissenschaftler können beim Bau von Raumsonde und Lander auf keinerlei Erfahrungswerte zurückgreifen. Anflug und Landung auf einem Kometen hatte in den 80 und 90er Jahren noch niemand versucht. Ein wahres Pionierprojekt also. Hunderte von Wissenschaftlern verschiedenster Forschungsinstitute aus 17 europäischen Ländern beteiligen sich an der Entwicklung und am Bau von Rosetta und dem Lander Philae. Nicht zuletzt auch wegen der enormen Projektkosten. Sie betragen am Ende mehr als eine Milliarde Euro.

Startprobleme – Mission droht zu scheitern

Start der Mission

Eine Ariane 5 schickt Rosetta auf die Reise

Im Jahr 2002 sind dann endlich alle Systeme fertiggestellt und getestet. Im Frühjahr 2003 soll eine Ariane-5-Rakete Rosetta ins All bringen. Ziel: Der eineinhalb Kilometer große Komet "Wirtanen". Doch vor dem eigentlichen Rosetta-Start explodiert dann im Dezember 2002 die verbesserte Version der Trägerrakete, die Ariane-5plus, bei ihrem Jungfernflug. Eine langwierige, komplizierte Fehlersuche beginnt. Rosetta muss derweil am Boden bleiben und das Startfenster für den Flug zu Wirtanen schließt sich. Der Komet zieht weiter und ist für Rosetta nicht mehr erreichbar.

Die Missionswissenschaftler nutzen die Zeit der Fehlersuche an der Ariane 5, um ein neues Ziel zu bestimmen. Sie entscheiden sich für den Kometen "67P/Tschurjumow-Gerassimenko". Er ist mehr als doppelt so groß wie Wirtanen und hat dementsprechend eine höhere Anziehungskraft. Die Wissenschaftler befürchten, dass Philae die damit verbundene höhere Aufsetzgeschwindigkeit nicht aushalten werde. Doch auch dieses Problem kann gelöst werden und am 2. März 2004 geht Rosetta dann mit einjähriger Verspätung auf ihre Kometenjagd.

Komplizierte Flugroute

Graphik der Flugroute der Sonde

Rosettas komplizierte Flugroute

Um den Kometen "67P/Tschurjumow-Gerassimenko", kurz auch "Tschuri" genannt, zu erreichen, sind komplizierte Flugmanöver notwendig. Rosetta hat nur wenig Treibstoff dabei. Sie kann die erforderliche Fluggeschwindigkeit nur erreichen, indem sie sogenannte "Swing-by"-Manöver an Erde und Mars fliegt. Rosetta umkreist mehrfach die beiden Planeten, nutzt deren Schwerkraft, um richtig Schwung zu holen und zu beschleunigen.

Aufnahme vom Asteroiden Lutetia

Rosetta schießt Fotos vom Asteroiden "Lutetia"

Fünf Jahre dauern die Swing-by-Manöver an Erde und Mars, dann fliegt Rosetta durch den großen Asteroidengürtel. Dort schießt sie spektakuläre Fotos von den Asteroiden Steins und Lutetia. Die Wissenschaftler sind begeistert, niemals zuvor gab es so detaillierte Fotos von Asteroiden. Alle Kamerasysteme funktionieren hervorragend. Dann beginnt eine heikle Phase. Im Sommer 2011 wird Rosetta in eine Art "Winterschlaf" versetzt, um Energie zu sparen. Ihre Entfernung zur Sonne beträgt schon 650 Millionen Kilometer und die Solarpaneele können auf Dauer nicht mehr genug Strom liefern. Rosetta fliegt danach gut zweieinhalb Jahre alleine weiter Richtung "Tschuri", ohne Kontakt zur Erde, und soll dann in Kometennähe wieder "geweckt werden". Die große Sorge der Missions-Wissenschaftler: Alle Systeme und Geräte müssen die enorme Kälte im Weltall aushalten und einsatzfähig bleiben.

Anflug an Komet 67P/Tschurjumow-Gerassimenko

Aufnahme der Oberfläche des Kometen Tschuri aus weniger als 100 km Entfernung

Annäherung an "Tschuri" - 96 Kilometer Entfernung

Am 20. Januar 2014 ist es dann so weit: Rosetta wacht selbstständig auf und ist tatsächlich wieder voll einsatzbereit. Die Sonde nähert sich in den nächsten Monaten dem Zielkometen. Und es gibt erste Überraschungen. "Tschuri" ist keineswegs oval. Der Komet besitzt eine sehr ungewöhnliche Form, erinnert die Forscher an eine Badeente. Am 6. August 2014 erreicht Rosetta den Kometen und schwenkt in eine stabile Umlaufbahn ein. Rosettas Kameras schießen detaillierte Fotos, kartieren den Kometen. Die Suche nach einem geeigneten Landeplatz für den Lander Philae ist nicht einfach. Die Kometen-Oberfläche ist an vielen Stellen keinesfalls eben, sondern eher stark zerklüftet. Die Forscher entscheiden sich für Landeplatz "J". Am Kopf des Kometen ist es einigermaßen eben und Philae bekommt dort viel Sonnenlicht für seine Solarpaneele.

Die Landung missglückt!

Großaufnahme der Oberfläche des Kometen Tschuri

"Tschuris Oberfläche" - kurz vor der Landung

Am 12. November 2014 ist es dann so weit. Philae beginnt mit dem zehn Kilometer langen Abstieg auf den Kometen. Da die Anziehungskraft des Kometen 50.000 Mal schwächer ist als auf der Erde, sinkt Philae extrem langsam ab. Und dennoch: Philae prallt an der Oberfläche ab. Weder die Verankerungsharpunen funktionieren einwandfrei noch eine spezielle Düse, die Philae zusätzlich auf die Kometenoberfläche drücken soll. Philae prallt mehrfach auf, legt dabei noch eine Strecke von gut einem Kilometer zurück. Und landet dann vermutlich in einer Felsspalte. Philae bekommt durch die schlechte Lage sehr wenig Sonnenlicht und ist vollständig auf die Akkus an Bord angewiesen. Trotzdem kann Philae alle geplanten Versuche durchführen und sendet die Daten zur Erde, bevor nach 60 Stunden die Akkus erschöpft sind und Philae sich abschaltet.

Rosetta begleitet Tschuri auf dem Weg zur Sonne

Die Oberfläche von "Tschuri" verändert sich zunehmend

Der Komet beginnt "aufzutauen"

Die Wissenschaftler hoffen, dass Philae noch einmal erwacht, wenn "Tschuri" sich weiter der Sonne nähert und die Solarpaneele mehr Sonnenlicht bekommen. Rosetta wird "Tschuri" auf jeden Fall noch bis Ende November 2015 auf dem Weg zur Sonne begleiten. Sie wird die Veränderung der Kometenoberfläche weiter beobachten, ebenso wie die Koma des Kometen, den Schweif, der entsteht, wenn der Komet sich der Sonne weiter nähert. Auch diese Phase wird wichtige neue Erkenntnisse über Kometen, über die Urmaterie aus der Entstehungszeit unseres Sonnensystems liefern.

Autor: Robert Manz

Stand: 12.06.2015, 15:44

Darstellung: