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BepiColombo-Sonde kommt am "rätselhaften Merkur" an

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Nach langer Reise beginnt die Annäherung an Merkur
©ESA, APA
Nach acht Jahren und sagenhaften über neun Milliarden Kilometern Flug durchs Sonnensystem leiten Europas und Japans Raumfahrtbehörden am Donnerstag (3. September) die Ankunftsphase der BepiColombo-Doppelsonde beim kleinsten und sonnennächsten Planeten, dem Merkur, ein. Mit an Bord ist auch viel österreichische Technik. Für die beteiligten Forschenden - darunter auch Wissenschafter aus Graz - wird es nun spannend, hieß es im Vorfeld der Manöver.

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Die komplexe Mission erreiche jetzt einen "sehr kritischen Meilenstein", hieß es seitens der Europäischen Raumfahrtorganisation ESA am Montagnachmittag gegenüber Journalisten. Es handelt sich um die erste Mission Europas zum Merkur, der ob seiner großen Nähe zur Sonne und ihres ausgeprägten Gravitationsfeldes "sehr schwierig zu erreichen" ist, sagte Missionsmanagerin Santa Martinez von der ESA. Wenngleich sich Merkur mit einem durchschnittlichen Abstand von rund 77 Millionen Kilometer zur Erde sozusagen in der Nachbarschaft befindet, sei er ein "mysteriöser" Planet, der erst zwei Mal genauer von Raumfahrtmissionen unter die Lupe genommen wurde. Vor allem die dort herrschenden Extremtemperaturen und der sehr starke Sonnenwind bereiten massive Probleme.

Erstmals bringe eine Mission gleich zwei Sonden gleichzeitig in verschiedene Umlaufbahnen: Die von der Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) betriebene "Mio"-Sonde und das europäische "MPO"-Modul müssen gemeinschaftlich funktionieren, um die Forschungsziele zu erreichen. Das Abkoppeln und Einschwingen in den jeweils richtigen Orbit benötige eine Vielzahl an komplexen Manövern über rund ein halbes Jahr hinweg, erklärte Ignacio Tanco von der ESA. "Das ist eine Hochrisiko-Mission", bei der viele Dinge nicht plangemäß ablaufen könnten. Darauf sei man aber gut vorbereitet. Die nächsten Tage seien entscheidend, das Unterfangen mit dem Start zweier Raumfahrzeuge von der Erde aus vergleichbar, "aber eben bei einem anderen Planeten", sagte Tanco. Läuft alles glatt, beginnt die wissenschaftliche Phase der Mission dann im Frühling 2027.

Angesichts der großen Temperaturunterschiede von plus 450 bis minus 180 Grad Celsius und der Sonnenwinde kommt der Isolierung der Sonden eine große Bedeutung zu. Diese kommt - wie auch das Lenksystem der elektrischen Triebwerke und die Steuerungselektronik für die Solarpaneele - von Beyond Gravity Austria aus Wien, wie es am Dienstag in einer Aussendung der österreichischen Beteiligten an BepiColombo heißt. Sind die Solarpaneele der Sonden zu flach eingestellt, dann haben die wissenschaftlichen Geräte zu wenig Strom, um zu arbeiten. Trifft zu viel Sonnenlicht ein, richtet die Hitze Schaden an, erklärte Tanco.

An den Magnetfeldmessgeräten auf beiden Raumsonden ist wiederum das Grazer Institut für Weltraumforschung (IWF) der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ÖAW) federführend beteiligt. Wie international die Mission ist, sehe man etwa daran, dass das "Magnetometer auf (der japanischen Sonde, Anm.) 'Mio' von Österreich aus geleitet wird", sagte der wissenschaftliche Projektleiter der ESA, Geraint Jones. Dass Merkur im Gegensatz zu den anderen Planeten unseres Sonnensystems abseits der Erde überhaupt ein Magnetfeld besitzt, sei "rätselhaft". Daher ist der Vermessung desselben und der den Einfluss des massiven Sonnenwindes auf die Magnetosphäre ein Herzstück der Mission.

"Im April 2027 beginnt die wissenschaftliche Erkundung des innersten Planeten, der einer zehnfach höheren Sonnenintensität als die Erde ausgesetzt ist. Aus diesem Grund müssen auch unsere Messinstrumente enormen Belastungen standhalten", so IWF-Direktorin Christiane Helling. Bisher blieb "die magnetische Struktur des gesamten Merkur ein großes Rätsel. Vor allem die Frage, ob sein Inneres flüssig ist, stellt die Planetenforschung vor ein echtes Paradoxon: Bei dieser geringen Größe müsste der Kern längst erstarrt sein", so der wissenschaftliche Leiter für das japanische Magnetfeldmessgerät, IWF-Forscher Daniel Schmid.

Neben einer hochauflösenden Vermessung der entfernt an den Mond erinnernden Oberfläche will man sich u.a. auch der dünnen Gas-Schicht rund um den Planeten widmen, die man nicht wirklich als Atmosphäre ansehen könne, erklärte Jones. Woher die Gase kommen, die von der Oberfläche ausströmen, soll untersucht werden. Das geschieht mit dem vom IWF gebauten Ionenspektrometer PICAM auf der europäischen MPO-Sonde: Damit könne erstmals "direkt der Einfluss der Sonne auf die dünne Atmosphäre des Planeten untersucht werden", so Ali Varsani vom IWF und PICAM-Verantwortlicher.

Inklusive Planung läuft die österreichische Mitarbeit an BepiColombo, die auch die Firma Terma Technologies umfasst, schon über rund 20 Jahre hinweg. Mit einer industriellen Beteiligung von 36 Mio. Euro und einem Umfang von 2,5 Mio. Euro für die Entwicklung der wissenschaftlichen Instrumente sei BepiColombo "die bisher finanziell umfangreichste Beteiligung Österreichs an einer ESA-Mission", heißt es.

S E R V I C E - Übertragungslink zu BepiColombo-Ankunftsphase am 3.9.: https://www.youtube.com/live/oC7lQngNG3o ; Institut für Weltraumforschung (IWF): https://www.oeaw.ac.at/iwf ; ESA-Website zur Mission: https://www.esa.int/Space_in_Member_States/Germany/BepiColombo

WIEN - ÖSTERREICH: FOTO: APA/APA/ESA/ESA

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