Rückblick – Rosetta und Philae

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Vorbeiflug am Asteroiden Lutetia

Montag, 5. Juli 2010: Die Weltraumsonde Rosetta, die das Landegerät Philae mit sich führt, hat mehr als zwei Drittel ihrer Reise zum Kometen Churyumov-Gerasimenko hinter sich. Im Rahmen der umfangreichsten Kometen-Mission, die jemals durchgeführt wurde, soll das Landegerät Philae 2014 zu Forschungszwecken auf der Oberfläche des Kometen abgesetzt werden. Philae wurde unter Leitung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) entwickelt und gebaut. Am 10. Juli 2010 passiert nun Rosetta „21 Lutetia“, einen großen Asteroiden des Hauptgürtels.

Seit ihrem Start hat Rosetta etwa fünf Milliarden Kilometer zurückgelegt. Die Mission der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) wurde mit einer Ariane 5-Trägerrakete im Jahr 2004 auf den Weg gebracht. Durch drei Vorbeiflüge an der Erde und einen am Mars hat Rosetta den nötigen Impuls erhalten und ihre Flugbahn so abgestimmt, dass sie an die Umlaufbahn des Kometen angepasst ist, wenn die Sonde das äußere Sonnensystem erreicht. Die Sonde wird den Kometen Churyumov-Gerasimenko ab 2014 umkreisen und ihn, nachdem sie Philae auf dessen Oberfläche abgesetzt hat, schließlich auf seinem Weg zur Sonne begleiten.

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Rosetta-Sonderseite des DLR

Eine Sonde geht in den Winterschlaf

Mittwoch, 8. Juni 2011: Nach mehr als sieben Jahren Flug durch das Weltall wird die Rosetta-Sonde am 8. Juni 2011 in den Winterschlaf versetzt. Um den Energieverbrauch zu reduzieren, fliegt die europäische Sonde ab nun im „Sparmodus“ auf ihr Ziel zu, den Kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko. Für die Wissenschaftler des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) bedeutet dies hingegen keine Ruhepause: Die Forscher trainieren für die Ankunft der Sonde im Mai 2014 und wollen dann mit dem Landegerät „Philae“ zum ersten Mal auf einem Kometen aufsetzen.

„Rosetta“ hat bereits einen langen Weg hinter sich – und noch einen langen vor sich. Seit dem 2. März 2004 reist die Sonde durch den Weltraum, hat dabei im rasanten Vorbeiflug ihr Kameraauge auf die Asteroiden Steins und Lutetia gerichtet und mehrere Mal an Erde und Mars Schwung geholt für ihren Flug zum Kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko.

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Rosetta: Signal aus dem Weltall

Montag, 20. Januar 2014: Die europäische Raumsonde Rosetta hat am 20. Januar 2014 um 19:18 Uhr (mitteleuropäische Zeit) wieder Kontakt mit der Erde aufgenommen. Seit dem 8. Juni 2011 flog die Sonde der Europäischen Weltraumorganisation ESA im Winterschlaf durch das Weltall, um auf ihrem langen Weg Energie zu sparen. Nach 31 Monaten beendete ein eingebauter Wecker den Winterschlaf und weckte die Sonde wieder auf. Nach und nach werden nun die Instrumente an Bord der Sonde aktiviert. Am 28. März 2014 wird Lander Philae, der unter der Leitung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) entwickelt und gebaute wurde, daraufhin getestet, ob er und seine zehn Instrumente an Bord den bisherigen Flug und den Winterschlaf gut überstanden haben. Nun liegen nur noch neun Millionen Kilometer vor Rosetta und Philae, bevor sie ihr Ziel, den Kometen Churyumov-Gerasimenko, erreichen.

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Lander Philae: Das Ende des Winterschlafs naht

Mittwoch, 26. März 2014: Einen Raketenstart im März 2004, mehrfaches Schwungholen an Erde und Mars, zwei rasante Vorbeiflüge an den Asteroiden Šteins und Lutetia – das alles hat der Lander Philae an Bord der ESA-Raumsonde Rosetta bei seinem Flug zum Kometen 67P/Churuymov-Gerasimenko bisher bereits gut überstanden. Am 28. März 2014, nach mehr als zweieinhalb Jahren Winterschlaf, nehmen die Wissenschaftler des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) Philae wieder in Betrieb. Knapp vier Millionen Kilometer trennen Sonde und Lander dann noch von Churyumov-Gerasimenko.

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Lander Philae wieder mit der Erde in Kontakt

Freitag, 28. März 2014: Zweieinhalb Jahre flog Lander Philae im Winterschlaf durch das Weltall – nun wurde das Landegerät an Bord der ESA-Raumsonde Rosetta am 28. März 2014 wieder erfolgreich aktiviert und sendete aus einer Entfernung von über 655 Millionen Kilometern seine erste Daten nach der geplanten Funkstille zur Erde. Bis 15.40 Uhr traf Datenpaket nach Datenpaket beim Team im Lander-Kontrollzentrum des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR). Das Ergebnis: „Philae ist in Betrieb und fit für die nächsten Monate“, sagt Lander-Projektleiter Dr. Stephan Ulamec vom DLR. Im November soll der Lander dann auf dem Zielkometen Churyumov-Gerasimenko aufsetzen, während Raumsonde Rosetta weiterhin um den Kometen kreist. Sonde und Lander werden somit erstmals „hautnah“ miterleben, wie der Komet auf seinem Weg zur Sonne aktiv wird.

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Auf Rosetta und Philae wartet ein aktiver Komet

Donnerstag, 15. Mai: Noch sind die ESA-Sonde Rosetta und ihr Landegerät Philae rund zwei Millionen Kilometer von ihrem Zielkometen Churyumov-Gerasimenko entfernt, doch Aufnahmen der Kamera OSIRIS zeigten bereits aus dieser Entfernung: Der Komet erwacht auf seinem Weg zur Sonne und hüllt sich in eine Wolke aus kleinen Staubpartikeln. Auch seine Rotationszeit konnten die Wissenschaftler des OSIRIS-Teams, zu dem auch Planetenforscher des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) gehören, durch ihre Beobachtung genauer feststellen. Innerhalb von 12.4 Stunden dreht sich der Komet um seine eigene Achse. Im August soll Rosetta am Kometen ankommen, im November wird dann der Lander Philae die erste Landung auf einem Kometen umsetzen.

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Komet Churyumov-Gerasimenko: Weder Kugel noch Kartoffel

Donnerstag, 17. Juli: Dass Kometen unregelmäßig und eher kartoffelähnlich geformt sind, ist bekannt – doch der Komet Churyumov-Gerasimenko, auf dem Lander Philae im November 2014 landen soll, hat eine unerwartete Gestalt: Der Komet besteht aus zwei miteinander verbundenen Teilen. Dies zeigen Bilder der OSIRIS-Kamera an Bord der ESA-Sonde Rosetta, die aus 14.000 Kilometern Entfernung aufgenommen wurden. „Diese Form ist sehr überraschend für uns“, sagt Kometenforscher Dr. Ekkehard Kührt vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Seit 30 Jahren erforscht der Projektleiter für die wissenschaftlichen DLR-Experimente auf Sonde und Lander diese Himmelskörper. „Aber sie ist durchaus plausibel: Kometen sind während der Bildung unseres Planetensystems weit ab von der Sonne durch die Zusammenstöße von kleineren Bausteinen entstanden.“ Welche Auswirkungen die ungewöhnliche Form des Kometen auf die Landung hat, kann derzeit noch nicht abgeschätzt werden.

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Anflug auf den Kometen Churyumov-Gerasimenko

Donnerstag, 31. Juli 2014: Keine 2000 Kilometer trennen die ESA-Sonde Rosetta und Lander Philae mehr von ihrem Ziel, dem Kometen Churyumov-Gerasimenko. Bilder der OSIRIS-Kamera deuten bereits an, was Sonde und Lander vor Ort erwartet: „Die Oberfläche sieht relativ rau aus, es bleibt abzuwarten, ob es sich um Einschlagskrater handelt oder um Strukturen, die sich aus der kometaren Aktivität ergeben“, sagt Dr. Ekkehard Kührt vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Der Kometenforscher ist als Wissenschaftler an den Messungen der OSIRIS-Kamera beteiligt und wertet die Daten ebenfalls aus. Eine weitere Aufnahme der Kamera zeigt, dass der Komet in eine Staubwolke, die so genannte Staubkoma, gehüllt ist. „Bei der Annäherung an Churyumov-Gerasimenko wird es spannend sein, mit den anderen Instrumenten der Mission herauszufinden, welches Gas die Staubpartikel mit sich reißt.“

Nähern Kometen sich bei ihrem Flug durch das All der Sonne an, beginnen die eisigen Bestandteile zu sublimieren, Gas wird freigesetzt und reißt dabei Staubpartikel mit einer Geschwindigkeit von bis zu einigen hundert Metern in der Sekunde mit sich. „Details kometarer Aktivität sind bisher kaum verstanden“, sagt Kometenforscher Kührt. Das aktuelle Bild der Koma vom 25. Juli 2014 wurde mit einer Belichtungszeit von 330 Sekunden aufgenommen, um das schwache reflektierte Licht der Staubpartikel abbilden zu können. Dabei wurden durch die Helligkeit des Kometen selbst Teile der Aufnahme überbelichtet (im Bereich des Kometenkerns), Streulicht verursachte ein Artefakt, eine verschwommene, helle Struktur rechts vom Kern. Dennoch ist erkennbar: Die Koma, die sich rund um den Kometen über ein Gebiet von etwa 150 mal 150 Quadratkilometern erstreckt, dünnt sich zu den Rändern hin aus. Die Aufnahme zeigt nur den inneren Teil der Koma, in dem die höchste Dichte an Staubpartikeln enthalten ist .

Bereits Ende April hatte die OSIRIS-Kamera aus mehr als zwei Millionen Kilometern Entfernung eine Staubwolke um den Kometen festgestellt. Die Wissenschaftler des DLR-Institut für Planetenforschung warten nun mit Spannung darauf, dass weitere Instrumente wie das Spektrometer VIRTIS, an denen sie beteiligt sind, Daten zu den Gasen liefern, die die Staubteilchen von der Kometenoberfläche ins All befördern. „Mögliche Kandidaten sind Wassermoleküle, Kohlenmonoxid oder Kohlendioxid.“

Komet mit rauer Oberfläche

Die Aufnahme des Kometen vom 29. Juli 2014 zeigt die raue Oberfläche von Churyumov-Gerasimenko, der ein entenähnliche Form hat. Auffällig sind die besonders hellen Regionen beispielsweise am schmalen Grat zwischen Kopf und Körper. Dies könnte daran liegen, dass dort ein hoher Eisanteil zu finden ist, aber auch verschiedene Körnigkeiten oder Topographien könnten die uneinheitliche Helligkeit verursachen. „Das lässt sich zu diesem Zeitpunkt einfach noch nicht eindeutig sagen“, sagt Kometenforscher Dr. Ekkehard Kührt vom DLR-Institut für Planetenforschung.

Um sich auf die Suche nach einem geeigneten Landeplatz zu machen, müssen die Wissenschaftler und Ingenieure des Philae-Teams noch warten: „Wir sehen die Oberfläche noch nicht deutlich genug“, sagt Lander-Projektleiter Dr. Stephan Ulamec vom DLR. Das Landegerät, das am 11. November die erste Landung auf einem Kometen durchführen soll, wird aus dem Lander-Kontrollzentrum des DLR in Köln gesteuert und betrieben. Am 6. August wird die Rosetta-Sonde am Churyumov-Gerasimenko ankommen, erst dann kann die Oberfläche aus der Nähe beobachtet und kartiert werden. Für eine sichere Landung von Philae ist die Rauigkeit der Kometenoberfläche und seine Aktivität ein wichtiges Kriterium. „Als Landeplatz wäre natürlich flaches Terrain günstig – und nicht unbedingt ein Standort direkt neben einer Gletscherspalte, aus der kräftig das Gas strömt.“

Die Mission

Rosetta ist eine Mission der ESA mit Beiträgen von ihren Mitgliedsstaaten und der der NASA. Rosettas Lander Philae wird von einem Konsortium unter der Leitung von DLR, MPS, CNES und ASI beigesteuert.

Die Kamera OSIRIS wurde von einem Konsortium gebaut unter der Leitung des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung (Deutschland) in Zusammenarbeit mit CISAS, Universität Padova (Italien), dem Laboratoire d’Astrophysique de Marseille (Frankreich), dem Instituto de Astrofísica de Andalucia, CSIC (Spanien), ESAs Scientific Support Office, dem Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (Spanien), der Universidad Politéchnica de Madrid (Spanien), des Department of Physics and Astronomy of Uppsala University (Schweden) und dem Institute of Computer and Network Engineering der TU Braunschweig (Deutschland). OSIRIS wurde finanziell gefördert durch die nationalen Agenturen von Deutschland (DLR), Frankreich (CNES), Italien (ASI), Spanien (MEC) und Schweden (SNSB) sowie dem ESA Technical Directorate.

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