Warten auf die Daten aus den eisigen Welten der Jupitermonde
Seit dem 14. April 2023 bewegt sich das Instrument, für das Planetenforscher Dr. Hauke Hußmann in den vergangenen Jahren verantwortlich war, immer weiter weg von ihm: Das Laser-Altimeter GALA (Ganymede Laser Altimeter) fliegt mit der ESA-Raumsonde JUICE (Jupiter Icy Moons Explorer) zum Jupiter-System. Ankunft: in acht Jahren. Physiker Hauke Hußmann ist der Principal Investigator für das Instrument, der wissenschaftliche Leiter. Wie sieht die Arbeit aus, bevor sich so ein Instrument auf den weiten Weg zum Explorationsort macht? Und was macht ein Wissenschaftler eigentlich in der Zeit, in der er das Instrument weder sehen noch anfassen kann? Im Interview erzählt unser Planetenforscher, was dazugehört, bis GALA im Sommer 2031 aus rund 500 Kilometern Entfernung seine Laser auf die Oberfläche des Eismondes Ganymed richtet.
Wo wirst Du im Juli 2031 sein?
Ich hoffe, dass ich dann im DLR in Berlin-Adlershof bin und sehen werde, wie die Daten aus dem Jupitersystem ankommen. Unsere allerersten Daten werden wir allerdings bereits schon jetzt am 15. Mai 2023 bekommen - dann werden wir GALA einschalten und einen technischen Check-Out machen. Das ist das erste Mal, um zu sehen, ob alles den Start gut überstanden hat. Wir testen die gesamte Funktionalität des Instruments. Aber das sind dann natürlich keine wissenschaftlichen Daten.
Warum liegen Dir die Eismonde eines so weit entfernten Planeten und ihre Erforschung so nah am Herzen?
Ich bin Planetenforscher und natürlich an den verschiedensten planetaren Körpern - nicht nur an den Eismonden des Jupiter - interessiert. Bei den vier Galileischen Monden des Jupiter haben wir es mit vier sehr verschiedenen planetaren Körpern zu tun. Sie hatten alle sehr unterschiedliche Entwicklungen, und bei den Eismonden - insbesondere bei Ganymed, Europa und Callisto - wissen oder vielmehr vermuten wir aus vorherigen Missionen, dass sich unter ihren Eisoberflächen flüssiges Wasser befindet. Bei Europa oder Ganymed wäre das mehr Wasser, als die Ozeane der Erde beinhalten. Zusätzlich sind Energiequellen vorhanden, damit rücken die Jupitermonde auch im Hinblick auf der Suche nach Leben im Sonnensystem außerhalb der Erde als mögliche Kandidaten in den Blick. Die Frage ist wichtig: Gibt es Leben außerhalb der Erde?
Das Instrument GALA fliegt in fast unvorstellbarer Entfernung durch eine eher ungemütliche Umgebung. Wie ist das, wenn man sein Instrument losschickt und weiß: Ab jetzt ist es außerhalb meiner Reichweite?
Ganz außer Reichweite ist es nicht, auch wenn wir natürlich nichts an der Hardware reparieren können. Beim Start der Rakete mit der Raumsonde JUICE hat man keinen Einfluss, beim Einschalten des Instruments ist es schon etwas anderes, weil wir erste Daten sehen und merken, wie es dem Instrument geht. Wenn wir sehen, dass Fehlfunktionen auftreten, können wir notfalls die Software, die das Instrument betreibt, ändern.
Wann beginnt die Arbeit für eine solche Mission und einem solchen Instrument?
Das reicht wirklich sehr weit zurück. Die ersten Pläne der ESA, zum Jupitersystem zu fliegen, an denen ich auch beteiligt war, gehen auf 2007 zurück. So ein Missionsvorschlag steht in starker Konkurrenz zu anderen Missionsvorschlägen bei der Auswahl durch die ESA. Da gehört schon jahrelange Vorarbeit dazu, weil die Missionskonzepte sehr ausgearbeitet sein müssen und die Machbarkeit bewiesen werden muss. 2012 wurde die Mission JUICE beschlossen, 2013 wurden die Instrumente ausgewählt, und wir haben mit dem Design und dem Bau und den Tests zum Instrument GALA begonnen. 2023 erfolgte der Start, 2031 ist die Ankunft am Jupitersystem.
Braucht man denn als Planetenforscher vor allem einen langen Atem und Geduld bei der Arbeit?
Ja, definitiv. Schon alleine, um eine Mission wirklich auf den Weg zu bringen, weil die Zeitspannen so lang sind. Da braucht es Durchhaltevermögen und Beharrlichkeit. Und natürlich sind gerade die Flugzeiten ins äußere Sonnensystem lang - bis wir die ersten Daten bekommen, ist es eine Zeit hin. Also: Geduld muss man für die Daten vom Jupiter auf jeden Fall mitbringen.
Welche Ausbildung bringst Du mit und was hat Dich ins DLR geführt?
Ich bin Physiker und habe im Bereich Planetenphysik promoviert - schon damals mit einer Doktorarbeit über die Jupiter-Monde Io und Europa. 2007 kam ich dann ans DLR. Das DLR war für mich die Möglichkeit, in Missionen und Instrumente einzusteigen. Das ist etwas Besonderes, dass die Wissenschaft so eng mit den Instrumenten und Missionen verknüpft ist.
Worin besteht Deine Aufgabe als Principal Investigator für GALA und die JUICE-Mission?
Wichtig ist: Das Ganze basiert auf einem großen und internationalen Team aus Menschen mit ganz unterschiedlichen Expertisen. Also Ingenieurinnen und Ingenieuren, die am Instrument bauen, die einen sehr technischen Hintergrund haben. Und Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern, die am Jupiter-System interessiert sind, die einen wissenschaftlichen Hintergrund haben. Als wissenschaftlicher Leiter eines Instruments muss man das Projekt am Laufen halten, die Finanzierung muss gesichert sein, man muss die nötigen Leute an den richtigen Positionen haben. Eine meiner wichtigsten Aufgaben war es, die Wissenschaft zu definieren: Was wollen wir mit dem Instrument messen, was wollen wir erreichen, wenn wir am Ganymed sind, und was sind die wirklich wissenschaftlichen Ziele? Das funktioniert aber nur sehr eng mit dem technischen Team: Was muss das Instrument können, welche Performance muss das Instrument liefern? Das greift eng ineinander. Diese Expertisen haben wir hier im DLR unter einem Dach.
Ich bin auch das Verbindungsglied zwischen dem Instrument-Team und der ESA, die für die Raumsonde verantwortlich ist. Meine Aufgaben sind vielfältig, man lernt auch selbst viel dabei. Es geht aber wirklich nur im Team, und das muss ich zusammenhalten. Es muss ein guter "Spirit" herrschen - auch dann, wenn es mal nicht so läuft, wie wir uns das vorstellen. Das Team muss dann Ruhe bewahren und nach Lösungen suchen. Jetzt sind wir mit einem guten Instrument unterwegs.
Ist eine Mission dann quasi ein Wissenschaftlerleben?
Ich bin 53 und hatte das Glück, mich schon in der Promotion mit den Jupiter-Monden zu beschäftigen. Das Thema zieht sich bei mir tatsächlich durch das ganze Arbeitsleben durch. Und mit dem Ende der Mission kommt auch mein Eintritt ins Rentenalter. Die Arbeit als Planetenforscher ist aber generationenübergreifend: Ich werde nicht derjenige sein, der primär die Daten von GALA auswertet. Das werden jüngere Kolleginnen und Kollegen sein, die vielleicht an ihrer Doktorarbeit arbeiten. Solche Missionen gehen über Jahrzehnte.
Was machst Du denn in den acht Jahren, in denen die JUICE-Sonde auf dem Weg zum Jupiter ist?
Wir werden während der Flugphase halbjährlich Check-Outs machen, um das Instrument zu überprüfen. Im September 2024 haben wir einen Vorbeiflug am Mond und hoffen, Daten von der Mondoberfläche aufnehmen zu können. In der „Cruisephase“ zum Jupiter werden wir GALA aber auch auf die Erde richten und einen Laserlink zu einer Bodenstation auf der Erde herstellen, um das Instrument zu kalibrieren. Richtig spannend wird es für uns dann aber tatsächlich erst mit dem Einschwenken in den Jupiter-Orbit und bei den Vorbeiflügen an den Monden.
Außerdem bin ich an dem Laser-Altimeter der BepiColombo-Mission zum Merkur beteiligt. Wir werden 2025 dort ankommen und die Topographie Merkurs vermessen. Gerade befinden wir uns in der Phase, in der wir die wissenschaftliche Datenaufnahme vorbereiten. Nach der Ankunft sind wir dann für mehrere Jahre im Merkur-Orbit, das wird mein Hauptprojekt in der Zeit sein. Es gibt zudem neue Missionsvorschläge, die wir vorbereiten. Es gibt für mich immer mehrere Projekte, die parallel laufen.
Im Dezember 2034 schwenkt JUICE ja vom Jupiter-Orbit in eine Umlaufbahn um den Mond Ganymed - das wird das erste Mal sein, dass eine Sonde um einen Mond kreist, der nicht unser Erdtrabant ist. Was würdest Du in den ersten Daten gerne sehen, wenn Du Dir etwas wünschen könntest?
Wenn wir im Orbit sind, werden wir die Topographie von Ganymed vermessen - wir werden in Kombination mit Bilddaten der Kamera JANUS ein 3D-Modell der Oberfläche erstellen. Eine spannende Messung ist auch die Vermessung der Gezeitendeformation der Oberfläche von Ganymed. Das würde uns Aufschluss darüber geben, ob tatsächlich im Inneren ein Ozean existiert. Sollte ein Ozean vorhanden sein, wird die Oberfläche des Ganymed nämlich durch Gezeiten verformt. Das sind Amplituden von etwa acht Metern, die wir mit GALA messen können. Mit unserer Messung können wir also einen möglichen Ozean nachweisen und auch Rückschlüsse auf die Dicke der Eisschicht ziehen. Also: In welcher Tiefe befindet sich der Ozean? Das wäre mein Wunschergebnis: Wenn das funktioniert, was wir aufgrund von Modellrechnungen geplant haben. Allerdings werden wir da auch die Ergebnisse der anderen Instrumente auf JUICE benötigen. Das ist ja das Spannende: Dass man mit allen Instrumententeams zusammenarbeitet, um die beste Wissenschaft aus den Datensätzen zu holen.
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