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Foto: D. Bielenberg

Linus, Zora und Arvid befragen Braunschweiger Forscher zur Rosetta-Mission

Langfassung des Interviews vom 07.10.2014

 

Rosetta – Noch 16 Tage bis zur Landung auf dem Kometen

Mehrere Braunschweiger Forscher sind an der Rosetta-Mission beteiligt. Zwei von ihnen erklären, worauf es nun ankommt.

Zora Buschlanger: Die Raumsonde Rosetta begleitet ja seit August den Kometen Churyumov-Gerasimenko. Und am 12. November soll der Lander Philae auf dem Kometen landen. Was wollen Sie und die anderen Forscher auf dem Kometen entdecken?

Karl-Heinz Glaßmeier: Kometen bestehen überwiegend aus Eis und Staub, aus Wasser und Kohlendioxid – sie sind sozusagen schmutzige Schneebälle. Und sie sind Überbleibsel aus der Zeit, als unser Sonnensystem mit all seinen Planeten wie unserer Erde entstanden ist. Das war vor mehr als 4,5 Milliarden Jahren.
Es gibt starke Hinweise darauf, dass Kometen in der Frühzeit des Sonnensystems organische Materie auf die Erde gebracht haben könnten. Diese organischen Moleküle wurden wahrscheinlich in den Ur-Ozeanen der Erde angesammelt und bildeten vielleicht die chemische Basis, aus der sich das Leben gebildet hat. Solche Moleküle wollen wir auf dem Kometen finden.

Linus Pormann: Warum mussten diese Moleküle denn erst durch Kometen auf die Erde kommen? Gab es solche Moleküle nicht auch hier?

Joachim Block: Die Entstehung der Planeten, also die Zusammenballung von sehr viel Materie, war ein heißer Prozess: Die Planeten sind dabei aufgeschmolzen, und diese Hitze hat sicherlich kein komplexes organisches Molekül überstanden. Später sind die Planeten dann erkaltet – und erst dann konnten sich durch weiterhin aufprallende Asteroiden und Kometen in einer Zeit vor etwa viereinhalb Milliarden Jahren die ersten Ur-Ozeane bilden, in denen auch organische Moleküle waren.

Arvid Gollwitzer: Warum wird davon ausgegangen, dass man durch die Untersuchung von Kometen mehr Informationen erhält als durch die Untersuchung von einem Asteroiden oder von Mars, Mond und anderen Himmelskörpern?

Joachim Block: Weil es bei diesen Himmelskörpern durch biologische, chemische und physikalische Prozesse zu starken Veränderungen des ursprünglichen Materials gekommen ist. Im Gegensatz dazu haben sich Kometen seit der Entstehung des Sonnensystems kaum verändert, weil sie seitdem fast die ganze Zeit weit draußen in den extrem kalten Regionen unseres Sonnensystems unterwegs waren.
Nur durch bestimmte Einflüsse passiert es, dass Kometen aus diesen entfernten Regionen ins Innere des Sonnensystems katapultiert werden. Von Churyumov-Gerasimenko wissen wir zum Beispiel erst seit 1969. Er braucht jetzt ungefähr sechseinhalb Jahre, um die Sonne einmal zu umlaufen.
Karl-Heinz Glaßmeier: Kometen sind sozusagen fliegende, gekühlte Archive, und normalerweise sind sie 100 000 astronomische Einheiten von uns entfernt. Eine astronomische Einheit entspricht der Entfernung zwischen Erde und Sonne – wir würden sie also nie erreichen, sondern wir müssen warten, bis Kometen zu uns kommen, so wie Chury es getan hat.

Zora Buschlanger: Welche Erkenntnisse erwarten Sie denn jetzt genau bei diesem Kometen?

Karl-Heinz Glaßmeier: Wir wollen sehen, aus welchen Elementen er aufgebaut ist: Wie viel Wasser enthält er? Wie viel organisches Material? Wenn er in den nächsten Monaten näher an die Sonne kommt, wird seine Aktivität zunehmen. Das heißt: Aufgrund der Wärme verdampft Material – wir sprechen davon, dass er ausgast. Er wird tonnenweise Gas und Staubteilchen freisetzen. Das ist eine Art chemische Fabrik, in der sich Dutzende sehr komplexe chemische Reaktionen abspielen. All das wollen wir beobachten, wir wollen so viel wie möglich messen.
Sobald wir wissen, wie der Komet aufgebaut ist, können wir unsere Modelle zur Entstehung des Sonnensystems überprüfen – und ich bin sicher, dass wir die alle verändern müssen.

Arvid Gollwitzer: Aufgrund der geringen Schwerkraft des Kometen könnte es ja Schwierigkeiten bei der Landung von Philae geben. Wie soll trotzdem eine erfolgreiche Landung durchgeführt werden?

Joachim Block: Philae kommt irgendwie mit den Füßen nach unten fliegend auf dem Kometen an. Sobald einer der drei Füße Bodenkontakt hat, wird eine Harpune in den Boden geschossen. Diese Harpune ist über ein Seil mit Philae verbunden – das Seil wird sofort über eine Winde festgezogen. Nun wissen wir aber gar nicht, welche Konsistenz der Komet hat: Der kann locker wie Schnee sein, das kann aber auch festeres Eis sein. Deswegen hat die Harpune scharfkantige Widerhaken.
Zusätzlich gibt es auf dem Dach eine kleine Düse – ein Kaltgas-System, das einen Rückstoß erzeugt und den Lander gegen den Boden drückt, damit er sich nicht überschlägt.

Zora Buschlanger: Nach welchen Kriterien wurde denn der Platz ausgewählt, auf dem Philae am 12. November landen soll?

Karl-Heinz Glaßmeier: Es gab eine ganze Reihe von Kriterien. Zum Beispiel wollte man nicht auf der Nachtseite des Kometen landen, weil es da zu dunkel ist. Man wollte auch nicht auf Stellen landen, wo zu viel Sonnenlicht ist. Außerdem können wir nicht auf einem Hang landen, sondern brauchen eine möglichst ebene Fläche.

Arvid Gollwitzer: Wie soll nach der Landung das Zusammenspiel von Philae und Rosetta aussehen?

Karl-Heinz Glaßmeier: Es gibt eine Funkverbindung zwischen den beiden. Die Messdaten, die wir an der Kometenoberfläche aufnehmen, werden also an den Orbiter gesandt, und vom Orbiter zur Erde. Wir haben etwa 48 Stunden Zeit mit dem Lander zu messen. Dann sind wir schon ziemlich happy. Danach wird Philaes Batterie leer sein, und der Lander ist erst einmal tot. Mit Glück laden sich die Batterien wieder auf – Philae hat ja Solarzellen, so dass wir dann weiter messen können. Das hängt dann auch von der Orientierung des Landers zur Sonne ab.

Arvid Gollwitzer: Welche Messungen sollen nach der Landung gemacht werden?

Karl-Heinz Glaßmeier: Es gibt eine ganze Reihe von Messungen. Wir werden zum Beispiel an der Oberfläche Magnetfeldmessungen machen. Uns interessiert, wie das Plasma des Sonnenwindes, also des Materials von der Sonne, mit der Oberfläche wechselwirkt. Wir werden auch Plasma-Messungen machen. Außerdem wird es chemische Analysen geben.
Joachim Block: Ganz wichtig sind die geplanten Bohrungen. Es sollen Proben entnommen und im Lander untersucht werden.

Linus Pormann: Wie groß sind die Bohrlöcher im Durchmesser?

Joachim Block: Etwa einen Zentimeter, der Bohrer ist relativ klein.

Linus Pormann: Und das reicht?

Joachim Block: Ja. Das funktioniert ja so: Zuerst wird der Spiralbohrer runtergefahren, der ist etwas über 70 Zentimeter lang. Der bohrt, dann wird er rausgezogen. Danach kommt eine zylindrische Stange – dieser Probenentnahmestab holt das Material hoch. Die Probe wird dann erst einmal von einer Kamera untersucht, weil man die kristalline Struktur sehen möchte. Als Nächstes wird das Material teilweise verdampft und über ein Rohrsystem in die chemischen Instrumente im Innern von Philae geleitet. Dann schwenkt der ganze Lander, damit man mit einer Kamera ins Bohrloch gucken kann.

Zora Buschlanger: Die Sonde war während ihres zehnjährigen Fluges zum Kometen ja auch für zweieinhalb Jahre im Tiefschlaf. Hatte man in dieser Zeit Angst, Rosetta zu verlieren? Und wenn das passiert wäre, wäre die Mission dann komplett gescheitert?

Joachim Block: Ja, dann wäre es vorbei gewesen. Während des Tiefschlafs war alles außer der Uhr ausgeschaltet. Als der Weckzeitpunkt gekommen war, musste sich die Raumsonde wieder im Raum ausrichten, danach konnte die Antenne auf die Erde ausgerichtet werden, und dann erst konnte die Verbindung zur Erde wiederhergestellt werden. Aber das musste alles auf der Raumsonde passieren. Von der Erde aus konnte man nichts machen, solange die Verbindung nicht da war. Deswegen haben wir im Januar dieses Jahres alle so gespannt auf das Signal gewartet, das Rosetta aufgewacht ist. Als es endlich erschien, haben alle aufgeatmet.
Karl-Heinz Glaßmeier: Wenn das schief gegangen wäre, hätten wir alle 20 Jahre umsonst gearbeitet. Was jetzt aber wichtig ist: Sollte die Landung am 12. November nicht klappen, weil Philae zum Beispiel vorbeifliegt, dann ist Rosetta trotzdem nicht verloren! Die Mission hat drei Phasen: Die erste Phase war die Annäherung an den Kometen bis zur Landung und die genaue Inspektion der Oberflächenstrukturen – das haben wir geschafft. Die zweite Phase ist die Landung selber. Die dritte Phase ist die Begleitung des Kometen durch das Perihel, also durch den sonnennächsten Punkt. Diese dritte Phase ist die Hauptphase, weil bei der Annäherung an die Sonne die ganze Aktivität losgeht. Und zu verstehen, wie das funktioniert, ist eines der wesentlichen Ziele der Mission.

Linus Pormann: Das heißt, die dritte Phase funktioniert auch, wenn die Landung misslingt?

Karl-Heinz Glaßmeier: Genau, Rosetta selbst, also die Raumsonde, wäre davon ja nicht betroffen. Wenn wir vorbeifliegen, dann ist es das Wichtigste, nicht in Tränen auszubrechen, sondern zu verstehen, warum es nicht funktioniert hat. Man muss aus den Fehlern und einem missglückten Landeversuch lernen. Wenn wir nicht landen können, werden wir bald wieder eine neue Mission planen.
Es ist keine Katastrophe, wenn das danebengeht. Man muss sich ja wirklich verdeutlichen, was wir da machen: 400 Millionen Kilometer von der Erde entfernt, 30 Minuten Kommunikationsverzögerung zwischen Erde und Raumsonde – und wir wollen dort oben landen!

Linus Pormann: Wenn Philae landet und Daten sendet, ist es dann denkbar, dass es noch einmal so eine Mission gibt?

Karl-Heinz Glaßmeier: Ja, das Interesse an den Kometen ist gewachsen. Wir müssen das Buch der Kometen sicher völlig neu schreiben. Und wahrscheinlich fangen wir bald an, zu überlegen, eine Gesteinsprobe von einem Kometen auf die Erde zu holen, um sie hier noch genauer untersuchen zu können.

Zora Buschlanger: Kommt Rosetta zurück auf die Erde?

Karl-Heinz Glaßmeier: Nein, Rosetta wird ein kosmisches Museum.
Joachim Block: Irgendwann wird der Komet verdampft sein – wann auch immer. Das heißt: Der Lander wird irgendwann wieder frei kommen, wenn der Boden unter seinen Füßen verdampft ist. Philae und Rosetta werden dann einfach auf ihren Bahnen weiterfliegen.
Wir müssen uns daran gewöhnen, dass Raumsonden im tiefen Raum zu den langlebigsten Artefakten unserer Zivilisation gehören. Auf der Erde werden viele Dinge von uns in wenigen hundert oder tausend Jahren vergangen sein. Aber schon jetzt gibt es Raumsonden, insbesondere die, die das Sonnensystem verlassen haben, wie Voyager 1 und 2, die Hunderte von Millionen Jahren äußerlich relativ intakt überdauern können. Und wenn man spekuliert, die würden irgendwann mal von einer anderen Zivilisation gefunden, dann könnten das wirklich die letzten Boten der Menschheit sein.
Karl-Heinz Glaßmeier: Es wird im nächsten Jahr sicher auch um die Frage gehen, ob die Mission verlängert werden soll. Das ist sehr teuer – da muss man gute wissenschaftliche Argumente sammeln, bevor die Europäische Weltraumagentur noch mal 20 oder 30 Millionen Euro reinsteckt.
Joachim Block: Beispiele von anderen Missionen zeigen aber, dass solche Verlängerungen durchaus üblich sind. Die Cassini-Mission zum Saturn zum Beispiel ist immer wieder verlängert worden, weil es dumm wäre, ein funktionierendes Raumfahrzeug, das man so weit rausgebracht hat, einfach abzuschalten.

Redakteurin Cornelia Steiner: Unser Leser Peter Jacobsen aus Lengede zweifelt am Sinn der Rosetta-Mission – vor allem angesichts der Kosten von 1,2 Milliarden Euro. „Was bringt uns das, wenn wir wissen, wie das Wasser auf die Erde kam?“, fragt er.

Karl-Heinz Glaßmeier: Wir Menschen sind von Natur aus neugierig: Ich will zum Beispiel wissen, warum meine Kaffeetasse runterfällt, wenn ich sie anhebe und loslasse. Dieses Wissen hat einen Nutzen, weil ich beim nächsten Mal verhindern kann, dass die Tasse kaputtgeht.
Diese von Neugier getriebene Forschung nennt man auch Grundlagenforschung. Sie erschafft immer wieder Erkenntnisse, an deren Nutzen man zunächst nicht gedacht hat. Ein Beispiel ist das GPS-System, das heute in jedem Handy ist. Das funktioniert nur deshalb so genau, weil man die Grundlagen der allgemeinen Relativitätstheorie kennt. Als Albert Einstein und seine Kollegen sich vor hundert Jahren Gedanken über die Relativitätstheorie gemacht haben, waren sie nur neugierig. Erst im Laufe der Zeit ist Nutzen daraus entstanden.
Joachim Block: Natürlich kann man fragen, warum zum Beispiel angesichts so vieler hungernder Menschen auf der Welt so viel Geld in den Weltraum geschossen wird. Dann muss man aber zum Beispiel auch fragen, warum die EU für die Vernichtung von Agrarüberschüssen jedes Jahr mehr Geld ausgibt als für die Raumfahrt.
Oft heißt es auch, wir haben auf der Erde noch so viele ungelöste Probleme. Ja, wir haben gerade mit der Erde Probleme – Treibhauseffekt, Meeresverschmutzung und so weiter. Und beim Verstehen dieser Probleme hilft uns die Weltraumforschung.
Wir Menschen haben in den letzten Jahrzehnten sehr viel über die Erde, ihre Geschichte und die Funktionsweise und Mechanismen in ihrem Innern gelernt – weil wir gelernt haben, sie als Planet unter Planeten zu verstehen. Erst die Gesamtschau auf das Sonnensystem, auf all diese Körper, die anderen Planeten, Asteroiden und Kometen, lässt uns auch die Erde verstehen. Und erst dann können wir vernünftig die Fragen angehen, die für unser Überleben als Menschheit wichtig sind.
Karl-Heinz Glaßmeier: Wir nennen das vergleichende Planetologie: Angenommen ich habe nur eine einzige Tasse – dann ich kann sie zwar beschreiben, aber mehr weiß ich nicht über sie. Erst wenn ich noch eine Flasche dazu nehme und erkenne, dass das auch ein Gefäß ist, kann ich die beiden unterscheiden. Dann weiß ich mehr über die Tasse und mehr über die Flasche. Und wenn ich dann noch eine andere Flasche hinzunehme, komme ich noch weiter.
So versuchen wir, uns vorzutasten und zu verstehen, welche physikalischen und chemischen Prozesse sich abspielen. Es geht darum, das System Erde im Vergleich mit anderen Himmelskörpern zu verstehen.
Joachim Block: Es gibt auch ein anderes Bild: Ein außerirdischer Arzt trifft nur einen einzigen Menschen und soll ihn untersuchen. Aber er weiß nicht, ob der krank ist oder gesund, denn er hat nur diesen einen. Um Medizin treiben zu können, muss der Arzt mehrere Menschen haben.
Und ob ein Planet krank ist, wie krank er ist und woran er krankt, können wir nur feststellen, indem wir vergleichen und seine Entwicklung verstehen. Das hat für uns als Spezies, die auf diesem Planeten überleben will, eine sehr praktische Bedeutung.

Zora Buschlanger: Woher kommt eigentlich der Name Rosetta?

Joachim Block: Der Name ist ein historisches Gleichnis. Vor 200 Jahren gab es eine ungelöste Frage: Niemand konnte die ägyptischen Hieroglyphen enträtseln. Dann kam um 1800 Napoleon Bonaparte mit seiner Armee und einigen Gelehrten nach Ägypten. Sie entdeckten bei der Stadt Al-Rashid, die auf englisch Rosetta heißt, einen Stein mit einer Inschrift in dreifacher Ausfertigung: in griechisch, in demotisch und in ägyptischen Hieroglyphen. Die Gelehrten fanden heraus, dass es sich jeweils um den gleichen Text handeln musste – und dann gelang es ihnen durch einen akribischen Vergleich, die Hieroglyphen zu entziffern.
Als Hilfsmittel haben sie noch einen anderen Obelisken mit Inschrift genommen – der stammte von der Insel Philae. Deshalb heißt der Lander Philae.
Der Stein von Rosetta wurde zum Inbegriff für ein Beweisstück, für einen Schlüssel. Und deswegen hat die Europäische Weltraumagentur diesen Namen aufgegriffen: Der Komet ist wie ein Rosetta-Stein, um viele ungelöste Fragen zur Entstehungszeit unseres Sonnensystems zu lösen.

 

DER BRAUNSCHWEIGER BEITRAG ZUR ROSETTA-MISSION
Wissenschaftler aus Braunschweig sind seit vielen Jahren maßgeblich an der Rosetta-Mission der Europäischen Weltraumagentur beteiligt. Die Raumsonde ist 2004 gestartet.
An der Technischen Universität wurden Magnetometer zur Messung von Magnetfeldern entwickelt sowie Speicher für die Kamera und für Massenspektrometer, die Gasanalysen machen.
Am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt wurde die tragende Struktur des Landegeräts Philae entwickelt. Es wiegt etwa 100 Kilogramm und ist so groß wie ein Kühlschrank.

 

Pressespiegel: Das Interview in der Braunschweiger Zeitung vom 27.10.2014 (pdf)

 

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