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Rosetta

Landung auf einem Kometenkern
Fast genau ein Jahr nach ihrem Start, am Abend des 4. März 2005 wird sich die europäische Kometensonde Rosetta der Erde bis auf eine Entfernung von 1.900 Kilometern über der Oberfläche annähern, um bei einem so genannten Swing-By-Manöver Bewegungsenergie auf der langen Reise zum Kometen 67P Tschurjumow-Gerasimenko zu holen. Aufgrund des geringen Abstands zum Beobachter wird die Raumsonde eine Helligkeit am Himmel erreichen, die sie in Ferngläsern, unter günstigen Bedingungen sogar mit dem bloßen Auge beobachtbar werden lässt. Rosetta wird als schwacher Lichtpunkt von 22 bis 23 Uhr den Himmel von Süden nach Westen entlang der Ekliptik überqueren.
Rosetta am Abendhimmel
Rosettas erstes Swing-By-Manöver an der Erde
Himmelsbeobachter und Astrofotografen in Europa und Asien werden bei diesem Ereignis die beste Beobachtungsposition genießen können. ESA-Wissenschaftler gehen davon aus, dass Rosetta während ihrer geringsten Annäherung um 23h10 MEZ eine maximale Helligkeit von 8 bis 9 mag erreichen wird. Somit wird die Sonde mit kleinen Teleskopen und Ferngläsern auffindbar sein. Erste Prognosen, die davon ausgingen, das Rosetta wohl auch mit dem bloßen Auge erkennbar werden könnte, werden sich allerdings nicht bewahrheiten.

Zur Zeit der geringsten Erdnähe befindet sich Rosetta bereits über Mexiko - einem noch beleuchteten Gebiet der Erdoberfläche. Doch fast der gesamte Annäherungsprozess kann nach Sonnenuntergang vom verdunkelten Mitteluropa aus beobachtet werden.
astrocorner.de
Beobachtungskarte – Rosetta wird als schwacher Lichtpunkt den Himmel in wenigen Stunden überquert haben – die Angaben beziehen sich auf Mitteleuropäische Zeit (MEZ) und den Beobachtungsort Frankfurt am Main und können für andere Standorte leicht abweichen.

Die Sonde wird also als Lichtpunkt erkennbar sein, der vor dem Sternenhimmel herzieht und in ungefähr drei Stunden die Sternbilder Löwe, Krebs, Zwillinge und Stier durchquert. Bereits seit dem 26. Februar 2005 kann Rosetta in großen Amateurteleskopen mit einer Helligkeit von 18 mag beobachtet werden. Am Abend des 4. März 2005 wird die Raumsonde das Sternbild Sextant nach Sonnenuntergang (ca. 18h30 MEZ) verlassen und sich in Richtung Sonne bewegen. Dabei überquert sie erst langsam, dann immer schneller werdend den kompletten Himmel in westliche Richtung. Um ungefähr 23 Uhr verschwindet Rosetta wieder am Westhorizont.
Erkennbare Details im Teleskop
Filipe Alves
Aufnahme der Raumstation ISS mit einem Amateurteleskop – Die Internationale Raumstation ISS befindet sich in einer Entfernung von ca. 400 km über der Erdoberfläche. Hier lassen sich einige Details der Konstruktion ausmachen
Die europäische Raumfahrtorganisation ESA hat zum Fotowettbewerb aufgerufen. Es wird erwartet, dass fortgeschrittene Amateurastronomen in der Lage sein sollten, zumindest die Solarpanele der Sonde zu erkennen und diese bei ausreichender Vergrößerung auch abzubilden. Die Solarzellen Rosettas besitzen eine Spannweite von 32 Metern. Zudem wird während des Vorbeiflugs an der Erde die ca. 2 Meter große Hochleistungsantenne der Raumsonde so ausgerichtet, dass sie gut zu erkennen sein sollte.

ESA
Künstlerische Darstellung der Raumsonde Rosetta im Anflug auf den angezielten Kometen
Während des Erdvorbeiflugs sind einige Aktivitäten der Raumsonde und ihrer wissenschaftlichen Geräte geplant. Wenige Stunden vor der geringsten Annäherung wird das Raumfahrzeug zur Kalibrierung der Messgeräte auf den Erdmond ausgerichtet. Nach dem Vorüberflug wird eine der beiden Navigationskameras in einen Asteroiden-Verfolgungsmodus geschaltet, wobei diesmal kein Asteroid, sondern der Mond als Beobachtungsobjekt zu Testzwecken herhalten soll. Rosetta soll auf ihrem Weg zum Zielkometen auch die beiden Asteroiden Steins im September 2008 und Lutetia im Juli 2010 passieren, wobei diese Kamera zum Einsatz kommen wird.
Lange interplanetare Reise zum Kometen
ESA, CNES, Arianespace
Ariane-5 Trägerrakete auf der Startrampe
Die europäische Kometensonde Rosetta wurde am 2. März 2004 an Bord einer Ariane-5-Rakete vom europäischen Weltraumbahnhof in Kourou (Französisch Guyana) gestartet und wird im Jahr 2014 den periodischen Kometen 67P Tschurjumow-Gerasimenko erreichen, um vor Ort Untersuchungen eines Kometenkerns durchzuführen.

Rosettas Start hätte ursprünglich eigentlich schon gut ein Jahr früher stattfinden sollen - und zwar zum Kometen Wirtanen. Wegen eines Fehlstarts der neuen Ariane-5-Rakete im Dezember 2002 und der sich daraus ergebenden Überprüfung musste der Start jedoch damals verschoben werden. Wirtanen war nicht mehr zu erreichen, ein anderer Komet musste ausgewählt werden. Im Mai 2003 entschied sich die europäische Weltraumagentur ESA zu einer neuen grundsätzlichen Missionsplanung. Rosetta sollte nun den Schweifstern Tschurjumow-Gerasimenko ansteuern.

Bei dem Swing-By-Manöver Anfang März 2005 handelt es sich um den ersten von vier Planetenvorbeiflügen. Drei dieser Manöver führen Rosetta an der Erde vorbei, einmal wird sie den roten Planeten Mars passieren. Die Sonde wird hierbei jeweils zeitweilig beschleunigt und erreicht dann eine sonnenfernere Bahn, um letztlich nach einer zehnjährigen Reise den Zielkometen zu erreichen.

Beim ersten Swing-By wird die Geschwindigkeit von Rosetta um 19.400 km/h erhöht. Das aktuelle Manöver beschleunigt die drei Tonnen schwere Sonde in Richtung unseres roten Nachbarplaneten Mars, den Rosetta am 26. Februar 2007 erreichen wird. Von dortaus wird sie erneut beschleunigt und wieder zur Erde zurück katapultiert.

ESA, MPG, H. Uwe Keller
Am 30. April 2004 fertigte die OSIRIS- Kamera an Bord von Rosetta zu Testzwecken ein Bild des Kometen C/2002 T7 (LINEAR) an - es zeigt die deutlich erkennbare Koma des Kometen und einen Teil des insagesamt ungefähr 2 Millionen Kilometer langen Plasmaschweifs
Die Sonde wird nach dem erfolgreichen Abschluss dieses Planetenbillards den Kometen 67P Tschurjumow-Gerasimenko im Jahr 2014 erreicht haben. Rosetta befindet sich dann rund drei Astronomische Einheiten (450 Millionen Kilometer) von der Sonne entfernt. Die Sonde wird Ihre Eigengeschwindigkeit mit der des Kometenkerns synchronisieren und in eine Umlaufbahn um diesen einschwenken. Zuerst wird Rosetta den Kometenkern genauestens vermessen. Der Orbiter umrundet den Kometen dann weiterhin in einem Abstand von ein bis zehn Kilometern auf einer elliptischen Umlaufbahn und untersucht den Eisbrocken auf seiner Bahn um die Sonne.

Rosetta wird sich während der Mission gemeinsam mit dem Kometen der Sonne annähern. Es wird also möglich sein, die mit der Erwärmung zunehmende Ausgasung und Staubentwicklung und die Bildung des Kometenschweifs genau zu untersuchen. Ungefähr ein Jahr nach der Ankunft Rosettas am Kometenkern, im August 2015 wird der Komet seinen sonnennächsten Bahnpunkt (Perihel) erreichen.

Rosetta verfügt über zwölf wissenschaftliche Instrumente zur Fernerkundung: Die Kameras und Spektrometer arbeiten in einem breiten Bereich des elektromagnetischen Spektrums. Mit Massenspektrometern, Instrumenten zur Isotopenanalyse und Staubanalysatoren soll die Zusammensetzung von Staub und Gasen erforscht werden, die aus dem Kometenkern freigesetzt werden. Ein Plasma-Detektor beobachtet die Wechselwirkung mit dem Sonnenwind.

Der Höhepunkt der Mission wird die Landung der kleinen mitgeführten Sonde Philae auf dem Kometenkern darstellen. Philae soll der Prognose zufolge über ein halbes Jahr hinweg auf der Oberfläche des Kometenkerns funktionieren. Die eigentliche Rosetta-Mission soll bis zum Jahresende 2015 abgeschlossen sein.
Kometenlander Philae
ESA
Künstlerische Darstellung des Landers Philae der von Rosetta auf der Oberfläche des Kometen 67P/ Tschurjumow - Gerasimenko abgesetzt werden soll, um Analysen vor Ort durchzuführen
Ein an Bord der Sonde mitgeführtes Landemodul soll auf der Oberfläche des Kometen landen, während der Orbiter ihn auf seiner Bahn um die Sonne in geringer Distanz verfolgt. Aus der Umlaufbahn soll Rosetta die detailliertesten jemals von einem Kometenkern erstellten Aufnahmen anfertigen. Einen Monat lang wird Rosetta die Kometenoberfläche vorerst kartieren und somit einen geeigneten Landeplatz erkundschaften.

Das 100 kg schwere Landemodul Philae wird dann vom Orbiter auf die Oberfläche entlassen. Es wird weich auf der Oberfläche aufsetzen und sich vorerst mit einem Düsenantrieb an den Kometenkern drücken, damit es nicht zu einem Abprallen kommt. Diese Gefahr besteht, da der Kometenkern aufgrund seiner geringen Masse nur eine schwache gravitative Wirkung aufweist. Der Lander wird sich daraufhin mit zwei Harpunen im eisigen Material verankern.

Philae soll erstmals vor Ort die Zusammensetzung des Kometenkerns studieren. Das Landegerät soll insbesondere Element- und Isotopenverteilung, organische Moleküle sowie Minerale und Eise untersuchen. Zudem wird der Lander Erkenntnisse über die Struktur und Oberflächen-Beschaffenheit des Kometen erlangen.

Das Landemodul wird etwa sechs Monate lang die Daten seiner acht verschiedenen Experimentiergeräte zum Orbiter übertragen. Es sollen sogar Proben aus der vereisten Kruste aus einer Tiefe von mindestens 20 cm entnommen werden. Besonders gespannt sind die Forscher auf die Analyse der organischen Substanzen, die in vielfältiger Form in Kometen vorkommen und wahrscheinlich einst den Grundstoff für das Leben auf der Erde darstellten.
Dem Ursprung des Lebens auf der Spur
ESA / Giotto
Aufnahme des Kerns des Kometen Halley der ESA-Sonde Giotto aus dem Jahr 1986
Die europäischen Wissenschaftler haben sich mit Rosetta das Ziel gesetzt, einen Kometen aus unmittelbarer Nähe zu studieren und somit neue Erkenntnisse über die Geburt und die Entwicklung der Planeten und den Ursprung des Lebens auf der Erde zu gewinnen.

Kometen, die ihren Ursprung im Kuipergürtel und in der Oortschen Wolke weit jenseits der Bahnen von Neptun und Pluto haben, gehören zu den ältesten und am wenigsten veränderten Körpern des Sonnensystems. Forscher bezeichnen sie als Zeugen der Frühgeschichte des Sonnensystems. Diese urtümlichen Bausteine unseres Planetensystems sind ca. 4,6 Milliarden Jahre alt. Seit der Entstehung der Planeten zu dieser Zeit haben sich diese Eis- und Gesteinsbrocken weitestgehend nicht mehr verändert.

ESO
Spektakuläre Ansicht des Kometen Hale-Bopp am 25. Februar 1997 während seiner Annäherung an die Sonne. Der Jahrhundertkomet produzierte Unmengen von Gas- und Staub, die sich hier als zwei deutlich unterscheidbare Schweife vor dem Himmelshintergund der Milchstraße absetzen.
Die Rosetta-Mission baut auf den enormen Erfolg der ESA-Sonde Giotto auf, die am 13. Mai 1986 den Kometen Halley erreichte, und aus geringer Distanz (600 Kilometer Entfernung) zum ersten Mal eine fotografische Aufnahme eines Kometenkerns anfertigte. Der feste Kometenkern kann von der Erde aus nicht direkt beobachtet werden, da er in der Helligkeit der Koma verhüllt bleibt und selbst eine sehr geringe Oberflächenhelligkeit aufweist.
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