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BepiColombo ist am 20. Oktober 2018 gestartet und sechs Jahre lang zum Merkur unterwegs.

Raumfahrt

BepiColombo nimmt den Mond unter die Lupe

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Die Esa-Sonde passiert auf ihrer Reise zum Merkur letztmals die Erde, um ein Bremsmanöver zu absolvieren und Kurs auf die Venus zu nehmen

Auf seiner Reise zum Merkur fliegt BepiColombo in den frühen Morgenstunden des Karfreitag an der Erde vorbei, um dort ein geplantes Bremsmanöver zu vollziehen. Die Sonde der europäischen Weltraumorganisation Esa bewegt sich mit 30 Kilometern pro Sekunde auf die Tagseite unseres Planeten zu und wird um 6.25 Uhr mitteleuropäischer Zeit über dem Südatlantik in 12 677 Kilometern Höhe den Punkt der größten Annäherung passieren. Von der Nachtseite aus soll BepiColombo dann mit einer geringeren Geschwindigkeit von 25 Kilometern pro Sekunde weiter in Richtung des inneren Sonnensystems fliegen und sich für den Rest der Mission von der Erde verabschieden.

Die Raumsonde war am 20. Oktober 2018 an Bord einer Ariane-5-Trägerrakete vom europäischen Weltraumbahnhof Kourou in Französisch Guyana aus gestartet. Das Ziel: Merkur, der innerste und bisher am wenigsten erforschte Planet unseres Sonnensystems. Mehr als sechs Jahre wird die Reise – das ist länger als es die reine Entfernung zwischen Erde und Merkur erfordern würde. (Sie beträgt je nach Position zwischen 77,3 und 221 Millionen Kilometern). Aber eine direkte Route wäre nicht praktikabel: Sie würde zu viel Treibstoff benötigen, wegen des so entstehenden Gewichts zwangsläufig den Umfang der mitgeführten Geräte reduzieren und wäre technisch auch kaum möglich. Zudem ist Merkur wegen seiner Nähe zur Sonne mit ihrer enormen Anziehungskraft nur über komplexe Flugbahnen zu erreichen. Deshalb vollzieht die Raumsonde mehrere Manöver, um zu beschleunigen, abzubremsen oder die Richtung zu ändern.

Das „Swing-by“-Manöver an der Erde soll dazu dienen, BepiColombo auf einen Kurs zur Venus zu bringen, wo die Ankunft für den 16. Oktober 2020 geplant. Doch daneben bietet das morgige Manöver auch die Chance für ein besonderes Experiment: Ohne Störungen durch die Erdatmosphäre soll das Spektrometer Mertis an Bord von BepiColombo die von der Sonne angestrahlte Vorderseite des Mondes erstmals in den Wellenlängen des thermalen Infrarots beobachten und die mineralogische Zusammensetzung der Oberfläche untersuchen. Das Gleiche wird Mertis später auch am Merkur praktizieren.

„Der Mond und der gar nicht mal viel größere Planet Merkur haben Oberflächen, die in vielerlei Hinsicht ähnlich sind“, erklärt Harald Hiesinger von der Universität Münster, wissenschaftlicher Leiter des Mertis-Experiments. Er freut sich nach Jahrzehnten der Mondforschung nun besonders auf die morgigen Messungen: „Wir bekommen zum einen neue Informationen zu gesteinsbildenden Mineralien und den Temperaturen auf der Mondoberfläche und können die Ergebnisse später mit denen am Merkur vergleichen“, sagt er. Mertis wird den Mond aus Entfernungen zwischen 740 000 und 680 000 Kilometern für vier Stunden lang beobachten. Zusätzlich werden drei kleine Kameras an der Außenseite der BepiColombo-Sonde beim Anflug Fotos der Erde aufnehmen.

Das Spektrometer wurde vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) entwickelt, die Daten werden an wissenschaftlichen Instituten in Deutschland und weiteren europäischen Ländern sowie in den USA ausgewertet. „Die Beobachtung des Mondes mit unserem Spektrometer Mertis an Bord von BepiColombo ist eine einmalige Gelegenheit“, sagt Jörn Helbert vom DLR-Institut für Planetenforschung. Er erwartet sich einen „wertvollen neuen Datensatz für die Mondforschung“. Außerdem könne auf diese Weise getestet werden, wie gut das Instrument funktioniert, das ja auch bei der Untersuchung von Merkur eine wesentliche Rolle spielen wird.

Doch das Erdmanöver bedeutet noch einen anderen Praxistest, mit dem keiner der Beteiligten gerechnet hätte. Gesteuert wird das Manöver vom Kontrollzentrum der Esa in Darmstadt (Esoc) aus – und das angesichts der Corona-Krise mit limitiertem Personal und unter den Bedingungen von Social Distancing. „Das Swing-by-Manöver an der Erde ist eine Phase, in der wir täglichen Kontakt mit der Sonde haben müssen“, erklärt Elsa Montagnon, Spacecraft Operations Manager für BepiColombo bei der Esa. Doch wegen der aktuell geltenden Abstandsregeln muss das Team im Esoc das Arbeiten von Angesicht zu Angesicht auf ein Minimum reduzieren – und dabei gleichzeitig sicherstellen, dass alle Schritte in diesem komplizierten Prozess richtig ablaufen. Ein schwieriger Spagat. Auch Jörn Helbert und sein Team beim Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt werden das Mertis-Spektrometer vom Homeoffice aus betreuen. Doch der Planetenforscher ist zuversichtlich: „Dies wurde in den letzten Tagen schon einige Male getestet und die Datenauswertung am Küchentisch scheint gut zu funktionieren.“

BepiColombo wird bei seinem Erdmanöver auch ein letztes Mal am Himmel zu beobachten sein – allerdings nicht von hiesigen Breiten aus, sondern nur in Südamerika, in Mexiko und mit Einschränkungen über Texas und Kalifornien.

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