Eine Zeitreise zu den Anfängen des Sonnensystems

Am 27. September 2007 startete die Mission Dawn, kontinuierlich beschleunigt von einem Ionentriebwerk, zu Vesta und Ceres. Sie sind die massereichsten Objekte des Asteroidengürtels. Nach der intensiven Erkundung von Vesta in den Jahren 2011 und 2012 ist Ceres nun einer der letzten der großen "unbekannten" Körper des inneren Sonnensystems – nur Pallas (Durchmesser ca. 500 Kilometer und der größte Asteroid im Asteroidenhauptgürtel) wurde noch von keiner Raumsonde besucht. Ceres ist mit einem mittleren Durchmesser von 950 Kilometern der größte Asteroid und ist deshalb 2006 sogar – gemeinsam mit Pluto - in die Gruppe der Zwergplaneten eingestuft worden.

Die Untersuchung dieser beiden großen Körper aus dem Asteroidengürtel, die Spuren der frühesten Zeit des Sonnensystems in sich tragen, ist von fundamentaler Bedeutung für das Verständnis der Entstehung und Entwicklung unserer Planeten.

An Bord von Dawn befindet sich ein deutsches Kamerasystem, das federführend vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung (MPS) in Göttingen in Kooperation mit dem DLR-Institut für Planetenforschung in Berlin-Adlershof und dem Institut für Datentechnik und Kommunikationsnetze der Universität Braunschweig entwickelt und gebaut wurde. Die beiden baugleichen "Framing Cameras" dienen nicht nur der Kartierung und Erforschung der Asteroiden, sondern sind unerlässliches Hilfsmittel zur Navigation der Sonde. Neben der Kamera befinden sich zwei weitere Experimente an Bord von Dawn: Ein Spektrometer der italienischen Raumfahrtagentur ASI zur Erfassung der Mineralogie der Asteroidenoberfläche und ein Gammastrahlen-/Neutronenspektrometer der Los Alamos National Laboratories (USA).

Auf dem Weg in den Asteroidengürtel passierte Dawn im Februar 2009 den Mars in geringer Distanz, um die Wechselwirkung mit dem Schwerefeld des Planeten zur weiteren Beschleunigung zu nutzen. Bereits im Anflug auf das erste Missionsziel, Vesta, kam die Kamera zum Einsatz. Sie suchte die Umgebung nach Staub und - erfolglos – nach weiteren kleinen Monden ab. Die eigentliche Erkundung von Vestas Oberfläche begann am 15. Juli 2011 in 16.000 Kilometer Entfernung, als Dawn auf eine Umlaufbahn um den Asteroiden einschwenkte. Eineinhalb Jahre lang untersuchte Dawn das zweitschwerste Objekt des Asteroidengürtels. Die Sonde flog dabei immer tiefer über der Oberfläche, ehe der Orbit in Vorbereitung des Weiterflugs zu Ceres wieder angehoben wurde.

Drei Beobachtungsphasen folgten aufeinander

Während der ersten Beobachtungsphase befand sich Dawn in einem Orbit von 2.420 Kilometern über der Oberfläche von Vesta. Die Umlaufzeit betrug 68 Stunden. Dort wurden Bilder des gesamten Asteroiden aufgenommen sowie eine Spektralanalyse durchgeführt. Aus den Einzelbildern wurde ein erstes dreidimensionales Modell Vestas erstellt. Die Spektralanalyse gab Aufschluss über die mineralogische Zusammensetzung der obersten Staubschicht auf der Asteroidenoberfläche.

In der zweiten Phase umkreiste Dawn den Asteroiden in zwölf Stunden auf einem Orbit in 670 Kilometer Höhe über der Oberfläche. Von dort aus wurden insbesondere hochaufgelöste Bilder für die Analyse der geologischen Formationen gewonnen. Unter anderem wurde ein großes Doppel-Einschlagsbecken am Südpol von Vesta intensiv untersucht.

Phase drei führte die Sonde bis auf 180 Kilometer an die Oberfläche heran. In diesem Orbit umrundete Dawn Vesta in nur vier Stunden. In dieser Phase hatten die Messungen des Gammastrahlen- und Neutronendetektors Priorität. Aus den gewonnen Daten wurde die Beschaffenheit der Oberfläche detailliert bestimmt.

Seit September 2012: Kurs auf Ceres

Nach der Erkundung von Vesta nahm Dawn im September 2012 Kurs auf den noch etwas weiter von der Sonne entfernten Asteroiden Ceres. In knapp drei Jahren umlief die Sonde auf einer Auswärtsspirale zu drei Vierteln unser Zentralgestirn, um im März 2015 den größten und schwersten aller Asteroiden zu erreichen, den sie aus einer Umlaufbahn untersuchen wird: Damit wird Dawn die erste Raumsonde sein, die in einen Orbit an zwei verschiedenen Körpern des Sonnensystems jenseits der Erde eintreten wird.

Wie schon zuvor bei Vesta untersucht Dawn seit Beginn des Jahres 2015 im Anflug die nähere Umgebung von Ceres. Die Erkundung von Ceres unterteilt sich gleichfalls in drei Phasen. Bis hinunter auf etwa 400 Kilometer wird sich Dawn der Oberfläche des Zwergplaneten nähern. Anschließend soll die Sonde mindestens fünfzig Jahre lang auf einer stabilen Bahn in einer Art "Quarantäne" um Ceres kreisen. Die Planetenforscher wollen dadurch verhindern, dass irdische Mikroben, die möglicherweise der Sonde anhaften, bei einem Absturz auf die Oberfläche von Ceres gelangen. Denn wenn dort eines Tages Spuren einfachen Lebens entdeckt werden sollten, sollten diese auf keinen Fall von einem Import von der Erde herrühren.

Dawn ist bereits die neunte Mission im Discovery-Programm der NASA. Es zeichnet sich durch kosteneffiziente Projekte mit einem vergleichsweise geringen Budget von rund 500 Millionen US-Dollar aus. Geleitet wird die Mission vom Jet Propulsion Laboratory (JPL) der amerikanischen Weltraumbehörde. Das JPL ist ebenfalls eine Abteilung des California Institute of Technology in Pasadena. Die University of California in Los Angeles ist für den wissenschaftlichen Teil der Mission verantwortlich. Das Kamerasystem an Bord der Raumsonde wurde unter Leitung des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung in Göttingen in Zusammenarbeit mit dem Institut für Planetenforschung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Berlin und dem Institut für Datentechnik und Kommunikationsnetze in Braunschweig entwickelt und gebaut. Das Kamera-Projekt wird finanziell von der Max-Planck-Gesellschaft, dem DLR und von NASA/JPL unterstützt.

Zuletzt geändert am: 26.03.2015 14:12:16 Uhr

URL dieses Artikels

  • http://www.dlr.de/dlr/desktopdefault.aspx/tabid-10555/962_read-1930/

Kontakte

Elke Heinemann
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Kommunikation

Tel.: +49 2203 601-2867

Fax: +49 2203 601-3249
Ulrich Köhler
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

DLR-Institut für Planetenforschung

Tel.: +49 30 67055-215

Fax: +49 30 67055-402

Die Raumsonde Dawn vor dem Hintergrund des solaren Urnebels

Die Raumsonde Dawn vor dem Hintergrund des solaren Urnebels

Aus einer Scheibe von Staub und Eispartikeln haben sich vor etwas mehr als viereinhalb Milliarden Jahren innerhalb von nur zehn Millionen Jahren die Asteroiden gebildet – so auch der mit knapp tausend Kilometer Durchmesser größte Kleinplanet im Asteroiden-Hauptgürtel, Ceres (rechts), und der drittgrößte Asteroid Vesta (links von der Raumsonde Dawn). Die Darstellung der beiden Kleinplaneten beruht auf künstlerisch (nach wissenschaftlichen Kriterien) angepassten Teleskopaufnahmen mit dem Hubble-Weltraumteleskop. Das Bild des Hintergrunds basiert ebenfalls auf realistischen Annahmen und wurde von dem Planetenforscher William Hartmann vom Planetary Science Institute in Tucson (Arizona) gestaltet.

Flugbahn der Dawn-Sonde

Flugbahn der Dawn%2dSonde

Nach dem Start von der Erde fliegt Dawn am Mars vorbei, um zwei Jahre später in den Orbit um Vesta einzutreten. Die Sonde begleitet den Asteroiden ein Stück auf seinem Weg, um anschließend in Richtung Ceres zu fliegen.

Links

  • DLR-Institut für Planetenforschung: Dawn - Bild des Tages
    (http://www.dlr.de/pf//desktopdefault.aspx/tabid-7622)
  • DLR Raumfahrt-Management: Dawn
    (http://www.dlr.de/rd/desktopdefault.aspx/tabid-2448/3635_read-5480/)
  • Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung - Dawn
    (http://www.mps.mpg.de/projects/dawn/)
  • NASA Dawn Mission Homepage
    (http://dawn.jpl.nasa.gov/)
  • Dawn-Missionsvideo (engl.)
    (http://video.google.com/videoplay?docid=-5412000236766165719&hl=en)

Downloads

  • Dawn-Broschüre (1,26 MB)
    (http://www.dlr.de/dlr/Portaldata/1/Resources/documents/2011_1/Broschuere_Dawn.pdf)