Samstag, 25. April 2015

Rosetta - Rendezvous im All

Ab und an besucht ein Komet unser Sonnensystem. Warum nicht auch mal einen Kometen besuchen? Das dachten sich wohl die Wissenschaftler der Europäischen Raumfahrtbehörde ESA, als sie 1992 das Projekt "Rosetta" starteten. Gesagt, getan. Seit Oktober 2014 umrundet die Raumsonde Rosetta in zehn Kilometern Entfernung den Kometen mit der astronomischen Bezeichnung 67P und dem zungenbrecherischen Langnamen Tschurjumov-Gerasimenko, liebevoll Tschuri genannt. Einen Monat später setzte Rosetta die ca. einen Kubikmeter große und 200 Kilo schwere Sonde "Philae" auf Tschuri ab, wo diese (leider) in einem schattigen Gebiet auf ihre Auferweckung wartet. Das könnte im August diesen Jahres der Fall sein, wenn das Dreiergespann sich der Sonne genähert hat.

Kometen sind Überreste bei der Bildung des Sonnensystems und zumeist recht kleine Himmelskörper, welche im sonnennahen Teil ihrer Bahn durch Ausgasen einen leuchtenden Schweif entwickeln. Man kennt mehr als 5.000 von ihnen und jedes Jahr kommen ca. zehn weitere hinzu. Berühmt ist der Halleysche Komet, der schon 1986 - im Vorbeiflug - von der Raumsonde Giotto in ca. 600 Kilometern Entfernung fotografiert wurde. Und der Komet Hale-Bopp, welcher 1996 bis 97 mehr als 18 Monate lang von der Erde aus mit bloßem Auge beobachtet werden konnte.

Eine navigatorische Meisterleistung

Im März 2004 wurde die 3 Tonnen schwere Rosetta-Sonde (mit dem Lander Philae als Huckepack) am Weltraumbahnhof Kourou mit einer Trägerrakete Ariane 5G+ gestartet. Da keine existierende Rakete einen solch schweren Satelliten in eine Kometenbahn bringen kann, nutzte man diverse sogenannte "Swing-by-Manöver". Dabei dirigierte man die Sonde nahe an einen grossen Planten, wobei sie Fahrt aufnahm und  (zielgerichtet) in den Weltraum geschleudert wurde. Im Verlaufe ihres Flugs von 2005 bis 2009 passierte Rosetta drei mal ganz nahe die Erde und einmal den Mars. Danach hatte sie die nötige Geschwindigkeit und die richtige Orientierung hin zum Kometen Tschuri. Die exakte Navigation der Sonde über fünf Jahre hinweg war eine Meisterleistung der daran beteiligten Mathematiker.

Da die Energieversorgung durch die Solarzellen im großen Abstand von der Sonne nicht mehr ausreicht um alle Instrumente der Sonde zu bedienen, versetzte man Rosetta über zweieinhalb Jahre hinweg in einen "Winterschlaf", bei dem nur noch die aller wichtigsten elektrischen Geräte mit Strom versorgt wurden. Zur Erleichterung aller Forscher gelang es im Januar 2014 die Sonde wieder aus diesem Schlafmodus "aufzuwecken" worauf sie im August des gleichen Jahres in die Kometenbahn einschwenken und den Lander Philae absetzen konnte. In gut drei Monaten wird das Gespann den sonnennächsten Punkt erreichen und Ende diesen Jahres soll die Rosetta-Mission zu Ende gehen.

Tschuri und sein maximaler Schaden

In großer Entfernung von der Sonne bestehen Kometen nur aus dem Kern, der sich wiederum aus zu Eis erstarrtem Wasser, aus CO2-Eis sowie Methan und Ammoniak zusammensetzt. Beigemengt sind kleine Staubteile, weshalb man Kometen häufig als schmutzige Schneebälle bezeichnet. Bei Annäherung an die Sonne setzen die Kometen Wasserdampf frei, im Falle unseres Tschuri sind dies etwa ein Liter pro Sekunde.

Tschuri hat in etwa die Form einer großen Kartoffel mit einer deutlichen Einschnürung. Der größere Teilkörper ist maximal 4,1 Kilometer lang, bis zu 3,3 km breit und etwa 1,8 km hoch. Die Dimensionen des kleineren Teilkörpers liegen bei einer Länge von 2,6 km, einer Breite von 2.3 km und einer Höhe von 1,8 km. Aus der Nähe von Rosetta betrachtet, muss Tschuri gigantisch aussehen. Man kann durchaus den Eindruck einer Dolomitenlandschaft haben, wobei sich schroffe "Berge" von mehreren hundert Metern auftürmen. Die Gewichtskraft ist dort allerdings 60.000-mal kleiner als auf der Erde. Das bedeutet, dass ein Mensch auf Tschuri nur ein Gewicht von 1,5 Gramm haben würde - sicherlich problematisch beim Wandern und Bergsteigen!


Der Komet Tschuri, aufgenommen von den Rosetta-Kameras

Erstaunlich niedrig ist die mittlere Dichte des Kometenkerns, die mit 0,47 Gramm pro Kubikzentimeter berechnet wurde. Sie ist damit geringer als die Hälfte der Dichte von Wassereis und liegt somit in der Nähe von Kork. Der Komet 67P ist also kein massiver Eisblock mit Verschmutzungen, sondern weist eine große Porosität auf. Die Forscher gehen von einem Porenvolumen von 70 bis 80 Prozent aus.

Insbesondere von Laien wird immer wieder die Frage gestellt, was wohl passieren würde, wenn ein Komet auf die Erde stürzte. Nun, bislang ist dies nicht geschehen, weshalb keine Erfahrungen vorliegen. Angesichts der hohen Porosität und der niedrigen Dichte solcher Himmelskörper könnte man die Vermutung hegen, dass solche Kometen bei der Annäherung an die Erde verdampfen und die Auswirkungen eines  "Impakts" gefahrlos wären. Dies ist jedoch eine falsche Einschätzung.

Denn man muss die erhebliche Masse eines solchen Himmelskörper berücksichtigen. Im Fall des Tschuri wären dies immerhin rund 10 Milliarden Tonnen! Zwar lässt sich nicht vorhersagen, ob der Kometenkern kurz vor dem Aufschlag auseinander bricht, aber der Großteil seiner Masse würde die Erdoberfläche erreichen und dort einen Einschlagkrater erzeugen. Dabei würde der Kern restlos verdampfen und der Krater könnte einen Durchmesser von 80 Kilometer erreichen. Zum Vergleich: der jüngste größere irdische Einschlagkrater, das Nördlinger Ries an der württembergisch-bayerischen Grenze hat einen Durchmesser von rund 24 Kilometern. Im Umkreis von 1000 Kilometern wäre sicherlich jegliches Leben durch die Hitze der Explosion und die nachfolgenden Stoßwellen ausgelöscht.

Allerdings, und das zum guten Schluss, haben wir von 67P nichts zu befürchten. Seine Umlaufbahn um die Sonne ist stabil und auch in Sonnennähe noch rund 50 Millionen Kilometer von der Erdbahn entfernt. In den nächsten 10.000 Jahren wird er sich darüber hinaus bei seinen Sonnenumläufen nach und nach zu Staub auflösen, da sein Vorrat an Eis immer kleiner wird. Also große Entwarnung!







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