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Ausstellung: Kometen. Die Mission Rosetta
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Rosetta setzt Philae ab
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  • Rosetta setzt Philae ab

    Philae wurde von zwei Schrauben sanft und mit einer Anfangsgeschwindigkeit von 19 Zentimetern pro Sekunde aus der Ladebucht von Rosetta geschoben.

  • Rosettas Kurs durch das Sonnensystem
    Rosettas Kurs durch das Sonnensystem

    Rosetta war mit unglaublicher Präzision auf Kurs. Zuletzt musste die Sonde weit ausholen, um sich der Umlaufbahn des Kometen mit möglichst geringem Geschwindigkeitsunterschied anzunähern.

  • Trägersignal des Rosetta%2dSenders
    Trägersignal des Rosetta-Senders

    Am Abend des 20. Januar 2014 traf das Trägersignal des Senders von Rosetta im Kontrollzentrum in Darmstadt ein.

  • Philae steht auf Churyumov-Gerasimenko - aber wo?

    Das Abheben, Zwischenlanden und die endgültige Landestelle konnten mit den Aufzeichnungen verschiedener Instrumente auf wenige zehn Meter genau rekonstruiert werden. Die erste ÇIVA-Aufnahme zeigt einen extrem schlecht beleuchteten Platz, umgeben von steilen, kantigen Wänden.

  • Imhotep%2dEbene auf dem größeren der beiden Teilkörper des Kometen
    Imhotep-Ebene auf dem größeren der beiden Teilkörper des Kometen

    Auffallend glatt und eben liegt die sogenannte Imhotep-Ebene auf dem größeren der beiden Teilkörper von 67P/Churyumov–Gerasimenko. Eine kleine Geländekante mit gewundenem Verlauf deutet darauf hin, dass es hier bei zunehmender Aktivität zu größeren Materialverlusten kommt.

Eine technologische Meisterleistung bis zum letzten Funksignal: Die Kometenmission Rosetta stellt einen Meilenstein der Raumfahrt dar. Der Start, eine zehnjährige, Milliarden von Kilometern lange Reise, die präzise Ankunft und schließlich die Erforschung des Kometen. Die Wissenschaft wurde reich belohnt.

Eine technologische Meisterleistung bis zum letzten Funksignal: Die Kometenmission Rosetta stellt einen Meilenstein der Raumfahrt dar. Der Start, eine zehnjährige, Milliarden von Kilometern lange Reise, die präzise Ankunft und schließlich die Erforschung des Kometen. Die Wissenschaft wurde reich belohnt.

  4. August 2014 - Ziel erreicht; (c) ESA/Rosetta_MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA

Annäherung und Ankunft

Nun war Rosetta fast am Ziel. Schon lange vor dem Rendezvous am 6. August 2014 wurde 'Tschuri' aus Millionen von Kilometern Entfernung von der OSIRIS-Kamera erfasst. Aus einer Distanz von 570.000 Kilometern konnte der Kern zum ersten Mal auf den Bildern aufgelöst werden. Völlig überraschend zeigte sich ein Körper mit einer komplexen Gestalt.
Mit der Annäherung wurden immer mehr Details auf dem Kern sichtbar. Er rotiert mit einer Periode von 12,4 Stunden, also ist der Kometentag nur halb so lang wie ein Erdtag. Die Rotationsachse ist um 52 Grad gegenüber der Umlaufbahn geneigt, das verursacht starke Jahreszeiten. Vor und nach der Ankunft war nur der Norden zu sehen, der Süden lag zunächst in der Finsternis einer 'Polarnacht'.

Rosetta war mit unglaublicher Präzision auf Kurs. Zuletzt musste die Sonde weit ausholen, um sich der Umlaufbahn des Kometen mit möglichst geringem Geschwindigkeitsunterschied anzunähern. Später wurde sie von dem winzigen Gravitationsfeld des Kometen 'eingefangen', um ihn fortan wie ein Satellit zu umkreisen. Allerdings waren dabei ständig Korrekturen mit Hilfe der Steuerdüsen notwendig. All diese komplizierten Manöver meisterte die ESA bravourös. Auch die Instrumente an Bord lieferten große Mengen wertvoller Daten. Mit hoher Priorität wurde die detaillierte Kartierung des Kometen begonnen. Schon in etwas mehr als drei Monaten sollte die Landung auf 'Tschuri' erfolgen.

Anfang November 2014: 'Grünes Licht' vom Kontrollzentrum für die Landevorbereitungen der Philae-Sonde.

  Die Aufnahmen des Landers offenbaren eine bizarre Kometenwelt, (c) ESA/Rosetta/NAVCAM

Ein Bild von einem Kometen

Wissenschaft und Öffentlichkeit waren fasziniert von den Aufnahmen, die Rosetta zur Erde funkte. Churyumov-Gerasimenko offenbarte eine exotische, bizarre Kometenwelt.
Sofort ins Auge fallen die beiden durch eine Art 'Hals' getrennten Teile, die zur besseren Orientierung als 'Kopf' und 'Körper' bezeichnet werden. Derart ausgeprägt kannte man dies von keinem anderen Kometen oder Asteroiden. Die gesamte Oberfläche zeigt erstaunlich unterschiedliche Landschaftsformen. Neben glatten, staubbedeckten Ebenen ragen schroffe, zerklüftete Steilwände und Grate empor. Zahlreiche Gruben und Senken sind das Ergebnis der bei jedem Umlauf in Sonnennähe einsetzenden Aktivität von 'Tschuri'. Staub, der sich mit dem verdampfenden Eis löst, wird offensichtlich nicht vollständig ins Weltall mitgerissen, sondern fällt zum Teil auf die Kometenoberfläche zurück und bildet dort sanft gewellte, gelegentlich an Dünen erinnernde Flächen.

Vielerorts liegen große fels- oder staubbedeckte Brocken bis zur Größe von kleinen Häusern wie Findlinge in der Landschaft. Am Fuß mancher Abhänge haben sich Geröllfelder gebildet. Blankes Eis dagegen findet sich nur an wenigen Stellen. Mancherorts spalten mehrere hundert Meter lange Risse die Landschaft, vermutlich das Ergebnis großer Temperaturunterschiede, die zu Spannungen im Körper des Kometen geführt haben. Wegen der sich durch die Aktivität ständig verändernden Oberfläche sind Krater von Meteoriteneinschlägen nicht sichtbar.

Suche nach einem Landeplatz

  Philae konnte nicht aktiv gesteuert werden. Deshalb war der endgültige Landeplatz mit etwas Unsicherheit behaftet. Geplant war ein Aufsetzen im Zentrum dieses Kreises (Radius 500 Meter);
(c) ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA

Die unerwartet raue Oberfläche ließ rasch Bedenken aufkommen, ob man auf dem Kometenkern sicher würde landen können. Im August 2014, nach der ersten Erkundung aus dem Orbit, begann die Diskussion über geeignete Landestellen. Zunächst wählte das Lander-Team, das vom DLR und der französischen CNES angeführt wurde, zehn mögliche Kandidaten aus, die auch von der ESA aus raumfahrttechnischer Sicht als 'machbar' eingestuft wurden. Diese wurden Ende August 2014 in Toulouse dem Philae-Wissenschaftsteam vorgestellt. Das Team verringerte diese Zahl auf fünf, die dann nochmal genauestens untersucht werden sollten, um drei Wochen später eine endgültige Auswahl zu treffen.

Für die Ingenieure war eine möglichst sichere Landung das oberste Ziel. Deshalb sollte die Landestelle möglichst wenige Hindernisse aufweisen. Darüber hinaus waren Sonnenscheindauer und Ausrichtung zur Sonne von Bedeutung für die Energieversorgung des Landers. Für die Forscher galten etwas andere Prioritäten, denn die Landestelle sollte auch wissenschaftlich möglichst spannend sein. So wollten sie die Kometenaktivität aus nächster Nähe untersuchen und allen Instrumenten gute Beobachtungschancen bieten. Mitte September wurden die endgültige Landestelle Agilkia und eine Reservelandestelle ausgewählt. Acht Wochen später war es so weit.

Wie sich im Nachhinein herausstellte, war Agilika eine ausgezeichnete Wahl. Allerdings gelang die Landung am 12. November nicht wie geplant.

Abtrennung und Abstieg

Mittwoch, 12. November 2014 - der Tag X: Auf diesen Tag haben die Teams jahrelang hingearbeitet. Das Landemodul Philae soll auf dem Kometen aufsetzen.

Um 6:06 Uhr MEZ wurde Rosetta aus der 30 Kilometer hohen Umlaufbahn auf einen Beinahe-Kollisionskurs mit 'Tschuri' gebracht, um Philae in Richtung der vorgesehenen Landestelle Agilkia abstoßen zu können. Um 9:35 Uhr MEZ wurde Philae bei einer Kometenentfernung von 22,5 Kilometern vom Orbiter getrennt und schwebte 'Tschuri' mit einer Geschwindigkeit von zunächst 19 Zentimetern pro Sekunde entgegen. Der Abstieg erfolgte 'ballistisch', also im freien Fall und dauerte sieben Stunden. Das Manöver konnte jetzt nicht mehr beeinflusst werden, zumal Signale von der Erde zum Ort des Geschehens 28 Minuten benötigten.

  Bild der ROLIS-Kamera bei der Annäherung Philaes an "Tschuri". Agilkia ist noch nicht zu sehen: Die Landestelle rotiert erst noch ins Gesichtsfeld der Kamera. Rechts oben eines der Landebeine; (c) ESA/Rosetta/Philae/ROLIS/DLR
  Wenige Meter über der Agilkia-Landestelle: Die ROLIS-Kamera zeigt einen ebenen, von Staub bedeckten Landeplatz mit nur wenigen groben Fragmenten - ideal für die wissenschaftlichen Experimente. (c) ESA/Rosetta/Philae/ROLIS/DLR

Die OSIRIS-Kamera an Bord von Rosetta funkte währenddessen Bilder zur Erde, die zeigten, dass die drei Landebeine vollständig ausgeklappt sind. Die geringe Anziehungskraft des Kometen beschleunigte Philae auf einen Meter pro Sekunde, das ist knapp Schrittgeschwindigkeit. Exakt wie berechnet setzte Philae um 16:34 Uhr in Agilkia auf, nur etwa hundert Meter neben dem vorgesehenen Landeplatz. Der Empfang des sogenannten 'Touchdown-Signals' um 17:03 Uhr, das den Bodenkontakt anzeigt, löste im Kontrollzentrum zunächst großen Jubel aus. Auch die Harpunen, die Philae im Eis des Kometen verankern sollten, schienen funktioniert zu haben. Der Funkkontakt blieb zunächst stabil.

Dennoch: Etwas stimmt nicht … Philae war noch in Bewegung!

Was ist mit Philae passiert?

Schon bald nach Philaes erstem Kontakt mit dem Kometen wurde bemerkt, dass etwas nicht ganz wie geplant verlaufen war. Das zeigten Telemetriedaten des Solargenerators sowie Messungen des Magnetometers und des MUPUS-Sensors: Philae bewegte sich!

Was war geschehen?

Die Harpunen, die Philae an der Landestelle Agilkia hätten verankern sollen, haben nicht funktioniert. Auch die Eisschrauben an den Füßen konnten sich nicht in den Boden drehen. Wegen der geringen Gravitation übt die 100-kg-Sonde auf dem Kometen eine Gewichtskraft aus wie eine zwei Gramm schwere Masse auf der Erde. Daher prallte Philae wieder ab, wenn auch mit sehr niedriger Geschwindigkeit. Die Sonde stieg auf, berührte wieder den Boden, hüpfte ein zweites und drittes Mal und landete zwei Stunden später etwa einen Kilometer weiter südlich am Außenrand der großen Senke Hatmehit. Die Stelle wurde später 'Abydos' getauft.

  Die letzten OSIRIS-Bilder von Philae vom 12. November 2014: Sie zeigen den Anflug auf Agilkia und, wie sich die Sonde nach der Landung unerwartet um 15:43 Uhr Weltzeit in Richtung der Senke Hatmehit 'bewegt' (im Bild rechts oben). (c) ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA

Zwar konnte das Philae-Team die endgütige Landestelle auf wenige zehn Meter genau eingrenzen, aber auf den Fotos von OSIRIS war der Lander zunächst nicht zu sehen. Immerhin schien Philae nicht beschädigt zu sein, auch der Funkkontakt über Rosetta zur Erde blieb stabil. Das erste Philae-Bild von Abydos zeigt Strukturen, die an eine dunkle Felsspalte erinnern.

  Zwölfeinhalb Jahre nach dem Start und nach einer mehr als sieben Milliarden Kilometer langen Reise endete am 30. September 2016 die Mission Rosetta mit einer harten Landung auf Churyumov-Gerasimenko. Wie Philae auch, wurde die Sonde auf dem 'Kopf' des Kometen 'abgestellt' - im Gebiet Ma'at, etwa einen Kilometer von Abydos entfernt, der endgültigen Landestelle von Philae. (c) DLR/Laboratoire d'Astrophysique de Marseille

Abydos war ein sehr schlecht beleuchteter Ort, der im Verlauf des zwölfstündigen Kometentages nur etwa 80 Minuten von der Sonne beschienen wurde: Das war jedoch zu kurz, um die Batterien wieder aufzuladen, aber immerhin ausreichend, um alle Instrumente zumindest einmal in Betrieb zu nehmen.

  Philae befindet sich an einem für lange Zeit unbekannten Ort. Zwar konnte dieser mit CONSERT-Messungen auf das Gebiet der eingezeichneten Ellipse eingegrenzt werden (oben). Aber alle Bemühungen, den Lander mit der OSIRIS-Kamera aufzuspüren, schlugen fehl - bis fast zum Missionsende. (c) ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA; Ellipse: ESA/Rosetta/Philae/CONSERT

Spektakuläres Ende der Mission

Philae konnte nur 64 Stunden mit dem Strom der Primärbatterie arbeiten. Das ermöglichte wichtige Messungen. So wurde die erste Landung auf einem Kometen ein großer Erfolg.

Danach fiel Philae in eine Art Winterschlaf. Zwar näherte sich der Komet nun der Sonne an, sodass Philae mehr Strom produzieren konnte. Und tatsächlich sendete Philae am 13. Juni 2015 doch noch ein Lebenszeichen! Es kam jedoch nur zu wenigen sporadischen Kontakten, dem letzten am 9. Juli 2015. Weitere Experimente waren aber nicht möglich.

Der Rosetta-Orbiter funktionierte weit über die geplante Missionsdauer hinaus. Die Sonde zeichnete die Zunahme der Kometenaktivität bis zum sonnennächsten Punkt auf - und danach auch die nachlassende Aktivität.

  Mit einem Mausklick sendet Paolo Ferri, der Leiter des ESA-Missionsbetriebs, am 30. September 2016 das letzte Steuerkommando zu Rosetta. Damit wurde die Sonde aus ihrem Orbit auf Kollisionskurs mit dem Kometen gebracht. (c) ESA/J. Mai

Im Sommer 2016 waren Rosetta und der Komet bereits weit jenseits der Marsbahn. Bald würden die Solarpanele nicht mehr genügend Strom liefern. Für das Missionsende plante die ESA ein weiteres spektakuläres, noch nie durchgeführtes Manöver: Rosetta sollte, wie Philae, auf dem Kometen landen. In Vorbereitung des letzten Manövers und für Beobachtungen aus nächster Nähe wurde Rosetta bis auf zwei Kilometer an Churyumov-Gerasimenko herangelenkt.

Dies ermöglichte Aufnahmen mit der OSIRIS-Kamera in extrem hoher Auflösung. Dabei wurde Philae am 2. September 2016 doch noch entdeckt! Der Lander 'stand' in Abydos hochkant in einer dunklen Spalte.

Am 30. September 2016 wurde Rosetta auf Kollisionskurs gebracht und setzte sanft am selben Tag auf dem Kometen auf, den die Sonde 786 Tage lang aus der Nähe untersucht hatte. Um 13:19 Uhr MESZ erreichte das letzte Funksignal das Kontrollzentrum in Darmstadt. Rosetta übermittelte bis zur letzten Sekunde Messdaten und Fotos.

  In Vorbereitung des Missionsendes wurde der Rosetta-Orbiter zeitweise bis auf zwei Kilometer nahe an den Kometen herangeführt. Dabei gelangen der OSIRIS-Kamera Aufnahmen, die nur wenige Zentimeter große Details zeigen. Am 2. September 2016 dann die Überraschung: Philae wurde im Schatten eines Felsvorsprungs im Kontakt mit der zerklüfteten Umgebung gefunden. (c): Main image and lander inset: ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA; context: ESA/Rosetta/NavCam – CC BY-SA IGO 3.0

Zuletzt geändert am:
25.01.2017 17:56:17 Uhr