Bitte lächeln! Jupitersonde JUICE fotografiert Erde und Mond bei Vorbeiflug
16. Oktober 2026 | ESA-Mission JUICE weiter auf Kurs Richtung Jupiter
Bitte lächeln! Jupitersonde JUICE fotografiert Erde und Mond bei Vorbeiflug
Ausschnitt aus der Bildsequenz der Insel Mauritius
Das Bild setzt sich aus einer einzigen Reihe von roten, grünen und blauen Einzelbildern mit einer Auflösung von etwa 150 Meter pro Pixel zusammen. Die Insel lag größtenteils unter Wolken. Die nördlichen Ebenen und die türkisfarbene Lagune an der Ostküste sind zu erkennen.
Bild: 1/6, Credit:
ESA / JUICE / JANUS team. Processing: L. Penasa
Etwa 250 bis 300 Kilometer breiter Aufnahmestreifen von JANUS
JANUS durchlief nacheinander seine Filter, während sich die Erde unter der Raumsonde drehte. Dabei zeichnete die Kamera einen etwa 250 bis 300 Kilometer breiten Streifen auf, der sich östlich von Madagaskar über Mosambik, Malawi, Sambia, die Demokratische Republik Kongo und Angola bis zum Golf von Guinea erstreckte. Die Pixelgröße nimmt von etwa 150 Meter über Madagaskar auf etwa 375 Meter über dem Atlantik zu, während sich JUICE entfernt. Etwa 40 rote, grüne und blaue Einzelbilder wurden anhand der Position und Ausrichtung der JUICE-Sonde auf ein gemeinsames Kartengitter gelegt. Sich überlappende Einzelbilder wurden nahtlos ineinander überblendet. Die drei Farben wurden gemeinsam skaliert, sodass die Farbwiedergabe dem entspricht, was das Auge sehen würde – einschließlich des leichten blauen Schleiers der Atmosphäre.
Bild: 2/6, Credit:
ESA / JUICE / JANUS team. Processing: L. Penasa
Bild der Erde von der JUICE-Überwachungskamera JMC1
Dieses Bild wurde von der JUICE-Überwachungskamera 1 (JMC1) während des Vorbeiflugs an der Erde am 28. September 2026 um 13:56 Uhr MESZ aufgenommen, als sich die Jupitersonde von seinem erdnächsten Punkt entfernte. Dieser erfolgreiche Vorbeiflug an der Erde lenkte die Flugbahn von JUICE um und brachte die Sonde auf Kurs für einen weiteren Vorbeiflug an der Erde im Jahr 2029. Das Bild zeigt einen Großteil des afrikanischen Kontinents. Rechts davon liegt die Insel Madagaskar. Der Mond ist als winziger grauer Punkt oben rechts im Bild zu erkennen. Die Juice-Überwachungskameras wurden entwickelt, um die verschiedenen Ausleger und Antennen des Raumfahrzeugs zu überwachen. Sie waren nicht für wissenschaftliche Experimente oder die Abbildung von Mond und Erde konzipiert. Die wissenschaftliche Kamera JANUS liefert hochauflösende Bilder während der Vorbeiflüge an Erde, Mond und Venus sowie vom Jupiter und seinen Eismonden, sobald JUICE 2031 das Jupitersystem erreicht.
Die ESA-Raumsonde JUICE hat am 28. September 2026 die Erde für ihr zweites Swing-by-Manöver passiert. Der Vorbeiflug diente der Kursanpassung und zugleich als Generalprobe für die Instrumente vor dem Einsatz im Jupitersystem ab 2031.
Die Kamera JANUS, an der das DLR wesentlich beteiligt ist, hat dabei über mehrere Tage 740 Bilder von Erde und Mond aufgenommen und dem Wissenschaftsteam unter anderem wichtige Funktionstests ermöglicht.
Auch das Laseraltimeter GALA, ein ebenfalls vom DLR geführtes Instrument an Bord von JUICE, hat wertvolle Daten für seine Kalibrierung gesammelt.
Schwerpunkte: Raumfahrt, Exploration
Die Raumsonde JUICE (Jupiter Icy Moons Explorer) der Europäischen Weltraumorganisation ESA hat am 28. September 2026 die Erde passiert und damit einen weiteren wichtigen Schritt auf ihrem Weg zum Jupitersystem absolviert. Bei der größten Annäherung um 13:45 Uhr MESZ kam die Sonde der Erde bis auf 8.640 Kilometer über dem Indischen Ozean nahe. Das Swing-by-Manöver lenkte die Flugbahn von JUICE weiter in Richtung Jupiter; ein letzter Erdvorbeiflug ist für Januar 2029 vorgesehen. Während des Vorbeiflugs waren wissenschaftliche Instrumente an Bord aktiv, neben Laser-Höhenmesser GALA: Kamera JANUS, an der das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) wissenschaftlich und technisch wesentlich beteiligt ist. JANUS wird später die Oberflächen der Jupitermonde Ganymed, Callisto und Europa untersuchen, geologische Strukturen sichtbar machen und dazu beitragen, die Entwicklung dieser „Eiswelten“ nachzuvollziehen. Zudem soll die Kamera die obersten Wolkenschichten Jupiters erkunden, die dünnen Ringe des Planeten sowie einige der kleinen, irregulär geformten Monde.
Hintergrundinfo: Swing-by-Manöver
Ein Vorbeiflugmanöver – im Englischen Swing-by oder Gravity Assist – ist eine Methode der Raumfahrt, bei der ein Raumfahrzeug mithilfe der Anziehungskraft eines Himmelskörpers beschleunigt, abgebremst oder auf eine neue Flugbahn gelenkt wird, ohne oder mit geringem eigenen Treibstoffeinsatz. Dafür fliegt die Sonde dicht an einem massereichen Himmelskörper vorbei, meist an einem Planeten.
Die Beobachtungen bekannter Himmelskörper auf der langen Reise ins Jupitersystem geben dem JANUS-Team immer wieder die Möglichkeit, die Leistungsfähigkeit der Kamera unter realen Bedingungen weiter zu charakterisieren und Beobachtungen vorzubereiten, die nach der Ankunft von JUICE im Jupitersystem vorgesehen sind. Bei Ganymed soll JANUS im engsten Orbit Auflösungen von bis zu 2,4 Meter pro Pixel erreichen und etwa 10 Kilometer pro Bildpunkt beim Jupiter. Während des Flugs durch das Erde-Mond-System nahm die Kamera 740 Bilder aus unterschiedlichen Entfernungen und mit variierender räumlicher Auflösung auf.
Das mehrtägige Beobachtungsprogramm begann, während sich JUICE im Erdschatten befand. JANUS richtete sich mit Langzeitbelichtungen auf die Nachtseite der Erde, um auch schwaches Licht zu erfassen. Anschließend blickte die Kamera auf die sonnenbeschienene Mondoberfläche. Durch die Ausrichtung auf den hell beleuchteten Rand des Monds untersuchte das Team, wie (unerwünschtes) Streulicht in die Aufnahmen gelangt. Dieses Verständnis ist wichtig, um diese Effekte von den relevanten Oberflächenmerkmalen auf den Aufnahmen zu unterscheiden.
Von ganz nah dran bis ziemlich weit weg
Bei der größten Annäherung der JUICE-Sonde an die Erde führte JANUS eine rund 20-minütige Bildsequenz durch. Dabei beobachtete die Kamera unseren Planeten von einem Rand der sichtbaren Erdscheibe bis zum anderen. So konnte das Team testen, wie JANUS Oberfläche und Atmosphäre über die gesamte Erdscheibe hinweg abbildet.
Während des Erdvorbeiflugs nahm JANUS zudem eine lange Bildsequenz über dem westlichen Indischen Ozean, Madagaskar und Zentralafrika auf. Die Kamera erfasste dabei einen Streifen von etwa 250 bis 300 Kilometer Breite, der vom östlichen Madagaskar über Mosambik, Malawi, Sambia, die Demokratische Republik Kongo und Angola bis zum Golf von Guinea reichte. Die Pixelgröße veränderte sich entlang der Flugbahn: Sie lag bei etwa 150 Meter über Madagaskar und wuchs mit der zunehmenden Entfernung der Sonde von der Erde auf rund 375 Meter über dem Atlantik an.
Etwa 250 bis 300 Kilometer breiter Aufnahmestreifen von JANUS
Etwa 40 rote, grüne und blaue Einzelbilder wurden anhand der Position und Ausrichtung der Raumsonde auf ein gemeinsames Kartenraster gelegt. Sich überlappende Einzelbilder wurden nahtlos ineinander überblendet. Die drei einzelnen Farbbilder zu einem zusammengeführten entspricht visuell dem, was das menschliche Auge wahrnehmen würde – einschließlich des leichten blauen Schleiers durch die Atmosphäre.
Die Aufnahmen zeigen unter anderem Details von Madagaskar mit Schönwetterwolken über Land und Flusstälern im Westen. Beidseits der Insel ist helles, sandfarbenes Sonnenlicht zu erkennen, das von der Wasseroberfläche reflektiert wird. Auch Mauritius wurde mit etwa 150 Metern pro Pixel aufgenommen. Obwohl die Insel größtenteils unter Wolken lag, sind die nördlichen Ebenen und die türkisfarbene Lagune an der Ostküste sichtbar.
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ESA / JUICE / JANUS team. Processing: L. Penasa
Die Beobachtungen gingen weiter, als sich JUICE wieder von der Erde entfernte. Drei weitere Mondbeobachtungen waren etwa dreieinhalb Stunden, einen Tag und zwei Tage nach der größten Annäherung vorgesehen. Dabei schrumpfte der scheinbare Durchmesser des Monds in den JANUS-Bildern von rund 470 auf 160 und schließlich auf 100 Pixel. Diese Sequenz hilft dem Team zu bewerten, wie JANUS Ziele bei unterschiedlichen scheinbaren Größen abbildet – eine Situation, die auch bei den künftigen Annäherungen an den Jupiter und seine Monde auftreten wird. Ein letzter Blick zurück auf die Erde war fast vier Tage nach der größten Annäherung vorgesehen. Unser Planet nahm dabei noch rund 240 Pixel in der Bildbreite ein.
Ausschnitt aus dem Aufnahmestreifen von JANUS
Dies ist ein Ausschnitt aus dem Aufnahmestreifen, der die gesamte Breite der Insel Madagaskar zeigt; mit Schönwetter-Cumuluswolken über dem Land und den Flusstälern im Westen. Das helle, hellbraune Meer auf beiden Seiten ist von der Wasseroberfläche reflektiertes, grelles Sonnenlicht.
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ESA / JUICE / JANUS team. Processing: L. Penasa
Neben der Erde richtete JANUS den Blick mehrfach auf den Mond, der zum Zeitpunkt der Beobachtungen nahezu voll beleuchtet war. Die Aufnahmen zeigen unter anderem die dunklen Mondmeere Imbrium, Procellarum, Serenitatis und Tranquillitatis sowie die hellen Strahlenkrater Tycho und Copernicus. Besonders auffällig ist Aristarchus als hellster Punkt auf der sichtbaren Mondseite. Eine detailreiche Grünfilteraufnahme entstand am 28. September 2026 um 17:20 Uhr MESZ aus rund 497.000 Kilometer Entfernung mit einer Auflösung von 7,6 Kilometer pro Pixel.
Fast Vollmond: die der Erde zugewandte Seite des Mondes, wie JANUS sie sah
Zu sehen sind auf diesen Ansichten der JANUS-Kamera die dunklen Gebiete (Maria) des Mondes: Imbrium, Procellarum, Serenitatis, Tranquillitatis sowie die hellen Strahlenkrater Tycho und Copernicus. Aristarchus ist der hellste Punkt auf dem Mond. Die Detailaufnahme stammt von einem Grünfilterbild, das am 28. September 2026 aus einer Entfernung von etwa 497.000 Kilometern mit 7,6 Kilometern pro Pixel aufgenommen wurde. Die Farbdarstellung basiert auf Rot-, Grün- und Blaubildern, die am folgenden Tag aus einer Entfernung von etwa 1,37 Millionen Kilometer aufgenommen wurden. Das scharfe Grünbild liefert die Helligkeit und die Details. Die Farbinformationen aus der zweiten, weiter entfernten Bilderserie werden darüber gelegt (Pan-Sharpening). Farbunterschiede auf dem Mond sind sehr subtil, daher wurden sie „übertrieben“ dargestellt: Der echte Mond erscheint graubraun. Die Farbunterschiede in diesem Bild entsprechen in etwa dem, was die JANUS-Kamera messen kann. Daher dienen die Farben lediglich der Veranschaulichung und geben nicht die chemische Zusammensetzung wieder. Der bläuliche Schimmer der hellsten jungen Krater und ihrer Strahlen (Tycho, Aristarchus) ist das deutlichste Merkmal. Die Ränder der Mondscheibe, wo die Farbbilder die Oberfläche in einem streifenden Winkel erfassten, sind am wenigsten zuverlässig. Der Mond erscheint geneigt, da er so dargestellt wird, wie ihn die Kamera erfasst hat, und nicht so, dass Norden oben liegt. Im rechten Bild markieren die roten Punkte die Pole.
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ESA / JUICE / JANUS team. Processing: L. Penasa
Anwendungsmöglichkeiten der gewonnenen Daten
Die JANUS-Daten können auch für vergleichende wissenschaftliche Analysen genutzt werden. Ein mögliches Fallbeispiel ist die Vegetation auf der Erde. Die multispektralen Eigenschaften der Kamera erlauben Untersuchungen zu Vegetationsmustern und chlorophyllsensitiven Produkten. Dafür können sichtbare, schmalbandige rote und nahinfrarote Filterbereiche ausgewertet werden. Auch lassen sich die JANUS-Daten mit Daten von Erdbeobachtungsmissionen vergleichen – etwa mit PRISMA (Precursor IperSpectrale della Missione Applicativa), einem Erdbeobachtungssystem mit elektrooptischen Instrumenten, das einen Hyperspektralsensor mit einer mittelauflösenden, vollfarbigen (panchromatischen) Kamera kombiniert, oder auch mit EnMAP (Environmental Mapping and Analysis Department), dem ersten in Deutschland entwickelten und gebauten Hyperspektralsatelliten. Die Umweltmission wird von der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR im Auftrag des Bundes geführt. Der Satellit ermöglicht die Beantwortung aktueller Fragen aus den Bereichen Umwelt und naturnahe Ökosysteme, Land- und Forstwirtschaft, Landnutzung, Wasserwirtschaft und -güte sowie Mineralogie und Geologie.
Laser-Höhenmesser GALA – bereit für den künftigen Blick unters Eis
Das unter Leitung des DLR-Instituts für Weltraumforschung entwickelte GAnymede Laser Altimeter (GALA) bestimmt mit Laserpulsen Entfernungen zu festen Oberflächen. Am Jupiter soll es vor allem die Topographie des Mondes Ganymed vermessen und Veränderungen seiner Eisoberfläche durch Gezeitenkräfte erfassen. Daraus lassen sich Rückschlüsse auf einen möglichen Ozean unter der Eiskruste ziehen.
Darstellung des gemessenen GALA-Empfängerrauschens
Der Laser-Höhenmesser GALA misst das Empfängerrauschen, das vom reflektierten Photonenfluss bestimmt wird. Die Verteilung der Messungen auf der Mondoberfläche ist auf einer Projektion einer Mondkarte dargestellt. Sie basiert auf den Daten der Weitwinkelkamera des Lunar Reconnaissance Orbiters (LROC WAC).
Credit:
NASA/GSFC/Arizona State University (base map)
Die „aktive“ Messung mit einem Laserpuls ist typischerweise aus einem Orbit oder nahem Vorbeiflug an einem planetaren Körper möglich. Der hochempfindliche Detektor von GALA erlaubt aber auch eine „passive“ Messung der Reflektivität von weiter entfernten Zielen. So konnten beim Erdvorbeiflug Messungen am Mond und an der Erde vorgenommen werden. Dabei wurde der Effekt ausgenutzt, der zu einer Zunahme des Rauschlevels im GALA-Empfänger in Relation zum der einströmenden Photonendichte führt. Besonders eindrucksvoll ist dies bei der Beobachtung des Mondes kurz vor dem Vorbeiflug an der Erde gelungen.
Zu Beginn der Messung schaute GALA auf die dunkle Seite des Mondes und der GALA-Detektor zeigte den nominellen Rauschlevel von 1,1 Millivolt. Sobald aber die beleuchtete Seite des Mondes in das Blickfeld gelangte, stieg die Photonendichte und damit das Rauschniveau, das am Rand des Mondes den maximalen Wert von 2,7 Millivolt erreichte. Es war dabei sogar möglich, Unterschiede in der Reflektivität der Oberfläche - etwa das dunkle Mare Nectaris und die helleren Hochländer – zu unterscheiden. Die Messungen wurden aus einer Entfernung von etwa 124.000 Kilometer mehr als 20-mal pro Sekunde durchgeführt. Die Einzelmessungen erfassten ein kreisförmiges Gebiet von 56 Kilometer Durchmesser, wobei das Zentrum der Beobachtung mit nur 508 Meter über die Mondoberfläche geführt wurde.
Neben der Kalibration der Empfindlichkeit des Detektors dient die Messung auch der genauen Bestimmung der Ausrichtung des GALA-Empfängers. Zwar wurde dies vor dem Start genau vermessen. Dennoch führen die Vibrationen, die beim Raketenstart auf das Instrument einwirkten, zu Abweichungen. Um nun die Ausrichtung von GALA im Flug zu bestimmen, werden die Zeitpunkte bestimmt, bei denen der Mond in das Sichtfeld von GALA eintrat und wieder austrat. Die exakte Blickrichtung von GALA ergibt sich aus den Zeitpunkten des Anstiegs und Abfalls des Rauschlevels im Vergleich zu den berechneten Zeitpunkten, die sich aus den bekannten Positionen von Mond und Juice ergeben.
GALA hatte auch die Erde im Fokus. Während der größten Annäherung zur Erde beim Vorbeiflug konnte GALA die Unterschiede in der Reflektivität, vor allem durch Wolkenformationen, bestimmen. Am 2. Oktober 2026, also einige Tage nach dem Vorbeiflug, wurde der Transmitter von GALA eingeschaltet, um eine Laser-Ranging-Kampagne zu ermöglichen: GALA schickte einen Laserpuls in Richtung Erde und das Laserteleskop am Geodätischen Observatorium Wettzell (Bayerischer Wald) hat versucht, die schwachen Signale von GALA aufzufangen. Aus einer Entfernung von 3,65 Millionen Kilometern hat GALA 30-mal in der Sekunde eine Fläche von 365 Quadratkilometern auf einmal beleuchtet. Obwohl die erwartete Signalstärke für eine Detektion auf der Erde ausreichend wäre, wurde die Kampagne durch die ungünstige Beobachtungszeit am frühen Vormittag und die schlechten Wetterverhältnisse erschwert. Wie auch die passive Beobachtung des Mondes, wurde die Laser-Ranging-Kampagne zur Bestimmung der Ausrichtung des GALA-Instruments durchgeführt. Die auf der Erde empfangenen Daten werden in Zusammenarbeit mit dem Geodätischen Observatorium Wettzell detailliert ausgewertet.
JUICE, eine ESA-Mission mit starker deutscher Beteiligung
JUICE ist die größte und umfangreichste ESA-Mission zur Erforschung der Planeten des Sonnensystems. Neben der ESA haben auch die US-amerikanische Luft- und Raumfahrtbehörde NASA (National Aeronautics and Space Administration) und die japanische Raumfahrtagentur JAXA (Japan Aerospace Exploration Agency) zur Mission beigetragen. Unter Verantwortung der ESA liegen die Finanzierung für die Satellitenplattform, der Start mit der Ariane-5-ECA-Rakete sowie Betrieb der Sonde.
JUICE ist am 14. April 2023 vom europäischen Weltraumbahnhof Kourou in Französisch-Guayana gestartet. Nach dem ersten Vorbeiflug am Erde-Mond-System im August 2024 und einem Vorbeiflug an der Venus im August 2025 folgte nun der zweite Erdvorbeiflug. Ein letzter Swing-by an der Erde ist für Januar 2029 vorgesehen, bevor JUICE 2031 das Jupitersystem erreicht. Nach insgesamt 35 Vorbeiflügen an Ganymed, Europa und Callisto soll die Sonde Ende 2034 in eine Umlaufbahn um Ganymed einschwenken. Damit würde erstmals in der Geschichte der Raumfahrt eine Raumsonde den Mond eines anderen Planeten umkreisen.
Die Finanzierung für die wissenschaftlichen Nutzlasten für JUICE werden zum größten Teil von den nationalen Raumfahrtagenturen und den beteiligten wissenschaftlichen Instituten und Einrichtungen selbst getragen. Neben den Experimenten JANUS, SWI und GALA fördert die Deutsche Raumfahrtagentur im DLR mit dem Teilchenspektrometer (Particle Environment Package), dem Jupiter-Magnetometer (J-MAG), dem Radar-Instrument RIME (Radar for Icy Moons Exploration) und einem Instrument zur Radiosondierung der Jupiteratmosphäre (3GM) weitere deutsche wissenschaftliche Beiträge aus dem Nationalen Raumfahrtprogramm.
