 Landung auf einem Schweifstern
Ursprünglich sollte die Sonde "Rosetta" bereits vor fast einem Jahr zum Kometen Wirtanen aufbrechen. Jetzt endlich ist sie gestartet.
von Rainer Kayser
Kometenforscher brauchen viel Geduld: Acht Jahre Vorbereitung, ein Jahr Verspätung – und nun noch eine zehnjährige Reisezeit zu einem anderen Ziel als ursprünglich geplant. Wenn endlich die Ariane 5 mit der Kometensonde Rosetta vom Startplatz Kourou in Französisch-Guayana abhebt, dann verfolgen Hans Balsiger und Kathrin Altwegg den Start voller Spannung vor Ort.
Denn die beiden Professoren des Berner Instituts für Weltraumforschung und Planetologie haben mit ihrem Team eines der Schlüsselexperimente an Bord der Sonde entwickelt: Ihr Detektor Rosina soll die Zusammensetzung der Kometenmaterie entschlüsseln und – so die Hoffnung – organische Substanzen nachweisen, Vorläufer vielleicht des Lebens auf der Erde.
Ursprünglich sollte Rosetta sich schon vor einem Jahr auf den Weg zum Kometen Wirtanen machen. Doch dann explodierte im Dezember 2002 eine Ariane 5 beim Satellitenstart – alle weiteren Flüge dieses neuen, leistungsfähigeren Flagschiffs der europäischen Raumfahrt wurden für Monate ausgesetzt. Ende Januar 2003 schloss sich das Startfenster zum Kometen Wirtanen und die Forscher mussten sich auf die Suche nach einem neuen Ziel für die Sonde machen.
Keine leichte Aufgabe: Für einen Direktflug zu einem Kometen reicht der Treibstoff von Rosetta nicht aus, sie muss wiederholt im Schwerefeld der Erde und anderer Planeten Schwung holen, um ihr Ziel zu erreichen. Es musste also nicht nur ein für die Forschungszwecke geeigneter Schweifstern, sondern auch eine geeignete Flugbahn gefunden werden.
Schließlich einigte man sich auf den Kometen Churyumov-Gerasimenko, eine Wahl, die Kathrin Altwegg freut: „Für uns ist das neue Ziel sogar noch besser geeignet. Der Komet ist größer und aktiver, also haben wir mehr Material in seiner Atmosphäre für unsere Messungen. Zudem scheint er noch frischer zu sein als Wirtanen, er hat also auf seiner bisherigen Bahn weniger seiner flüchtigen Substanzen verloren.“
Ähnlich einer Billardkugel soll Rosetta zehn Jahre lang durch das Sonnensystem sausen und ihre Flugbahn bei drei Begegnungen mit der Erde in den Jahren 2005, 2007 und 2009, sowie 2007 bei einem Vorbeiflug am Mars ändern. Gleich zweimal passiert das Raumgefährt auf seiner Reise den Asteroidengürtel – die Forscher planen als Bonus das eine oder andere Rendezvous mit einem der dort umherschwirrenden kilometergroßen Felsbrocken.
2014 dann ist endlich ist das Reiseziel erreicht und Rosetta kann den Kometen Churyumov-Gerasimenko mit seinen 21 Detektoren unter die Lupe nehmen. Im Gegensatz zu früheren Kometenmissionen bleibt es diesmal nicht bei einer kurzen Begegnung: Rosetta passt sich vielmehr der Flugbahn des Kometen an und schwenkt schließlich - ein Novum in der Geschichte der Raumfahrt - in eine Umlaufbahn um den Kometenkern ein.
Im November 2014 setzt Rosetta dann - ein weiteres Novum - das kleine Landegerät „Philae“ auf dem Kometenkern ab. „Da wir keine Probe des Kometenkerns zur Erde bringen können, bringen wir das Labor zum Kometen“, erklärt Gerhard Schwehm von der europäischen Raumfahrtagentur Esa.
Damit der nur 90 Zentimeter großen Lander nicht wieder ins All zurückprallt - die Anziehungskraft des Kometen ist wegen seiner geringen Masse kaum zu spüren -, verankert sich der Philae mit einem Widerhaken im Boden. Mit einem kleine Bohrer kann er dann aus der rätselhaften dunklen Kruste Proben entnehmen und in seinem Inneren analysieren.
Für die Forscher sind die geschweiften Himmelswanderer ein Fenster in die Vergangenheit: In ihrem Inneren nämlich enthalten die Kometen noch unverfälschte Materie aus der Entstehungszeit unseres Sonnensystems vor 4,5 Milliarden Jahren. In der Oortschen Wolke, weit außerhalb der Bahn des sonnenfernsten Planeten Pluto, in der eisigen Kälte des Alls, konnte sich diese Materie bis heute unverändert erhalten.
Myriaden Kometen ziehen dort draußen ihre Bahn, eigentlich eher unscheinbare Himmelskörper, zumeist nur wenige Kilometer groß, „schmutzige Schneebälle“ aus gefrorenen Gasen und darin eingeschlossenen Felsbrocken und Staubteilchen. Dann und wann dringt einer dieser Kometen in das innere Sonnensystem ein und entfaltet dort seine volle Pracht: Bei der Annäherung an die Sonne verdampfen die Gase, reißen dabei Staubpartikel mit sich und führen so zur Bildung des gewaltigen Schweifs, der über 100 Millionen Kilometer lang werden kann. Zum Vergleich: Die Erde ist 150 Millionen Kilometer von der Sonne entfernt. Viele Forscher glauben heute, dass die Kometen in der Frühzeit des Sonnensystems das Wasser zur Erde gebracht haben. Die Messungen von Rosetta sollen unter anderem diese Vermutung überprüfen. Mit diesem Wasser könnten die Kometen auch komplexe Kohlenstoff-Moleküle auf die Erde gebracht und so für den überraschend schnellen Start des Lebens gesorgt haben.
„Denn bis vor 3,8 Milliarden Jahren war die Ur-Erde noch einem heftigen Bombardement kosmischer Trümmerstücke ausgesetzt“, erläutert Kometenforscher Donald Yeomans vom Jet Propulsion Institute der Nasa in Kalifornien. Dann erst kühlte die Oberfläche der Erde langsam ab, Regen fiel, erste Ozeane bildeten sich - und fast sofort entstanden nach heutigen Erkenntnissen auch die ersten Lebensformen. Wie war das möglich?
Bei der Entstehung des Sonnensystems war es im Bereich der heutigen erdähnlichen Planeten so heiß, dass nicht nur die leichteren Gase wie Wasserstoff, Sauerstoff und Stickstoff fort geblasen wurden, sondern auch Kohlenstoff, der wichtigste Grundbaustein für den Aufbau organischer Stoffe. Nur die schweren Elemente blieben im inneren Sonnensystem zurück. Deshalb auch entstanden dort die kleinen, felsigen Planeten, während sich weiter draußen große Gasplaneten wie Jupiter und Saturn bilden konnten.
„Vermutlich haben Kometen die leichteren Elemente aus den äußeren Regionen des Sonnensystems wieder auf die junge Erde gebracht“, meint Yeomans. Vielleicht aber brachten die Kometen nicht nur die Grundstoffe des Lebens, sondern auch fertige organische Moleküle wie etwa Aminosäuren zur Erde und starteten so die Evolution des Lebens.
Einige Wissenschaftler gehen sogar noch weiter und behaupten, das Leben selbst sei im Inneren von Kometen entstanden. Alle notwendigen Zutaten seien vorhanden gewesen, und der radioaktive Zerfall von Elementen könnte durch seine Hitze für die Existenz von flüssigem Wasser in den Kometenkernen gesorgt haben.
Letztlich lassen sich solche Thesen nur durch die Untersuchung von Kometenmaterie prüfen – und genau das ist die Aufgabe von Rosetta. „Vielleicht können wir mit Rosina in zehn Jahren die Frage beantworten, wo die Bausteine des Lebens herkommen“, hofft Kathrin Altwegg. |
