Forschungskrimi im Vakuum
Das ist kein Foto, sondern eine künstlerische Darstellung. Oben siehst du die Rosetta-Sonde, darunter das kleine Landegerät Philae, das auf dem Kometen abgesetzt wurde. Bild: ESA-C. Carreau, ATG medialab
Aber man testet nicht nur diese sogenannte Flughardware, sondern man simuliert auch die Bedingungen, die auf einem anderen Himmelskörper herrschen. Nehmen wir mal als Beispiel einen Kometen. Das sind Brocken aus Eis und Staub, die oftmals so klein sind, dass sie keine Atmosphäre an sich binden: Mit ihrer geringen Anziehungskraft können sie einfach keine Lufthülle „festhalten“. Das bedeutet: Die Kometen befinden sich in einer luftleeren Umgebung, eben im Vakuum des Alls. Vor mehreren Jahren ist eine Raumsonde der Europäischen Weltraumorganisation ESA zu einem solchen „Brocken“ geflogen. Dort in der Umlaufbahn um den Kometen angekommen hat sie ein Landegerät abgesetzt, das vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) entwickelt worden war. Die Sonde hieß übrigens Rosetta und das Landegerät Philae. Nun wollte man im Vorfeld des Starts natürlich wissen, wie die Oberfläche des Kometen beschaffen ist. Würden die Landebeine von Philae in einer feinen Pulverschicht einsinken? Oder ist die Oberfläche hart wie Eis? Um das abschätzen zu können, hat man in einer Weltraum-Simulationskammer die Oberfläche eines Kometen nachgebildet – dafür gab es schon einige Daten von früheren Raumsonden, die an Kometen vorbeigeflogen sind. In die Simulationskammer wurde also eine Mischung aus Eis und Staub eingebracht, dann wurde die Kammer verschlossen, die Luft abgesaugt und alles auf Weltraum-Temperatur von minus 180 Grad Celsius abgekühlt. Und da man wusste, dass sich der Komet auf seiner Bahn allmählich der Sonne nähern würde, hat man dann auch noch einen Scheinwerfer als „künstliche Sonne“ eingeschaltet. So konnte im kleinen Maßstab beobachtet werden, wie sich die Oberfläche des künstlichen Kometen allmählich verhärtet: Die „Sonneneinstrahlung“ führte dazu, dass sie nach und nach immer fester wurde. Auf Basis dieser Untersuchungen wurde Philae mit spitzen Harpunen ausgestattet, die sich im Eis festkrallen sollten. Außerdem bekam das Landegerät noch eine Düse und eine Art Stoßdämpfer verpasst, damit es sich nach dem Aufsetzen auf den Boden drücken konnte und nicht einfach davon abprallte und wegschwebte. Und was passierte dann, als die Landesonde Jahre später bei der echten Mission wirklich auf dem Kometen aufsetzte? Das Landegerät prallte ab und schwebte davon! Tja, selbst bei bester Vorbereitung klappt eben nicht immer alles. Eine Sache hat aber doch geklappt: Der Stoßdämpfer sorgte dafür, dass der Philae-Lander nicht auf Nimmerwiedersehen ins All verschwand, sondern nach zwei weiteren „Hopsern“ doch noch auf der Oberfläche zum Stehen kam. Na ja, fast. Genauer gesagt kam Philae zum Liegen. Und zwar in einer Felsspalte. Das konnte man nun wirklich nicht voraussagen. Trotzdem lieferten die Batterien für mehrere Stunden genug Energie, sodass fast alle Bordinstrumente ihre Daten aufnehmen und zur Erde funken konnten. Insgesamt war die Mission, die sich zu einem echten Forschungskrimi entwickelte, dadurch doch noch ein voller Erfolg – eben auch wegen der vorherigen Tests im Vakuum.
Ein Foto des Kometen, den die Rosetta-Sonde untersucht hat. Bild: ESA, Rosetta, NAVCAM
Übrigens: Eine kleine Weltraum-Simulationskammer befindet sich auch in unserem DLR_School_Lab in Köln – einem von vielen Schülerlaboren, die es an DLR-Standorten und befreundeten Hochschulen gibt. Da können Schülerinnen und Schüler ihre eigenen Kometen-Experimente machen – ganz ähnlich wie unsere Fachleute das für die Rosetta-Mission getan haben. Und Experimente mit einer Vakuumglocke und den Magdeburger Halbkugeln, die wir oben erwähnt haben, könnt ihr da auch durchführen.