Rosetta-Mission: "Das Wichtigste ist, Muttermoleküle zu identifizieren"

Interview23. Jänner 2014, 19:54
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Missionsleiter Gerhard Schwehm über Kometenstaub und die ersten Bausteine des Lebens

STANDARD: Kometen enthalten noch unveränderte Materie aus dem sogenannten präsolaren Nebel, der Geburtsmasse unseres Sonnensystems. Wie konnte dieses Material mehr als 4,6 Milliarden Jahre überdauern?

Schwehm: Ein Grund dafür ist, dass sich die Kometen normalerweise sehr weit von der Sonne entfernt aufhalten - im Kuipergürtel, der etwas weiter weg liegt als Pluto, und in der Oort'schen Wolke in rund 10.000 AU Entfernung (eine AU, Astronomische Einheit, entspricht genau der Entfernung zwischen Erde und Sonne, Anm.). Dort ist es so kalt, dass das Material wie in einer Tiefkühltruhe konserviert wurde. Und die Kometen selbst sind so klein, dass sich durch die eigenen Gravitationskräfte im Inneren nichts ändert.

STANDARD: Wie kommen dann so viele Kometen auf elliptischen Umlaufbahnen durch das Sonnensystem?

Schwehm: Sie werden durch Gravitationsstörungen, verursacht zum Beispiel durch einen anderen Stern, ins innere Sonnensystem gestoßen und geraten so auf ihre Bahn. Sobald sie näher an die Sonne kommen, werden sie aufgrund der Wärme aktiv. Gefrorene Gase und Wasser sublimieren und reißen Staubteilchen mit. Dadurch bildet sich der Schweif aus. Wenn irgendwann jedoch sämtliche flüchtigen Stoffe entwichen sind, nach sehr vielen Umläufen, sind sie nicht mehr beobachtbar. Manche Kometen, wie zum Beispiel Ison im vergangenen Dezember, kommen auf ihrer Bahn der Sonne so nah, dass sie die erste Begegnung nicht überstehen.

STANDARD: Bisherigen Untersuchungen zufolge enthalten Kometen Kohlenwasserstoffe - organische Moleküle, die womöglich die ersten Bausteine des Lebens auf der Erde waren. Wie sind diese Verbindungen entstanden?

Schwehm: In Kometen gibt es sehr viel feinen Staub. Dadurch ist die Gesamtoberfläche des Materials sehr groß. Die Partikel sind an der Kometenoberfläche der kosmischen Strahlung ausgesetzt. Sie zerstört einfache Verbindungen und regt durch ihre Energie die Entstehung größerer, komplexerer Moleküle an. Auch im präsolaren Nebel ist wahrscheinlich solches Material entstanden.

STANDARD: Und was genau erwarten Sie auf Tschuri zu finden?

Schwehm: Wir wissen über spektroskopische Fernerkundungen bereits, dass es in der Koma, der Staubwolke um den Kometen, Kohlenwasserstoffe in allen Variationen gibt. Dies sind die Tochtermoleküle, die durch Wechselwirkung mit der UV-Strahlung entstanden. Das Wichtigste ist aber, die Muttermoleküle zu identifizieren. Was sitzt im Kometenkern und entstammt noch dem präsolaren Nebel? Circa 80 Prozent davon ist Wasser, dazu kommen unter anderem Kohlendioxid, Methan, Blausäure, Ammonium, Stickstoff, Formaldehyd und vielleicht auch langkettige Polyoxymethylene.

STANDARD: Rosetta und Tschuri werden einander im kommenden August, nach einer mehr als zehnjährigen Reise, endlich treffen. Woher nimmt die Sonde die Energie für einen so langen Flug?

Schwehm: Wir haben Treibstoff an Bord, aber der würde nie reichen. Deshalb haben wir die Anziehungskraft der Erde genutzt, um Rosetta durch zweifaches Vorbeifliegen extra Schwung zu verleihen. Sonde und Komet haben eine Bahngeschwindigkeit von ungefähr 40 Kilometern pro Sekunde. Zum Vergleich: Die Erde bewegt sich mit 30 Kilometern pro Sekunde um die Sonne.

STANDARD: Rosetta wird Tschuri zur Beobachtung umkreisen. Wie funktioniert das?

Schwehm: Wir gehen langsam ran und werden zunächst die Masse und somit die Gravitation bestimmen, um dann mittels unserer Navigationsdüsen auf eine langsame Umlaufbahn um den Kometen einzuschwenken.

STANDARD: Wie wird die Landung des Messlabors Philae vonstattengehen, und welche Risiken bestehen dabei?

Schwehm: Zuerst müssen wir die unregelmäßige Oberfläche des Kometen sehr gut studieren und einen Platz finden, wo wir den Lander sicher absetzen können. Das ist die große Aufgabe, die wir im August und September haben. Der Lander muss genau zum richtigen Zeitpunkt auf der richtigen Bahn ausgesetzt werden. Danach fällt er sehr langsam, mit etwa 30 Zentimetern pro Sekunde, herunter. Das Gas aus dem Kometen beeinflusst allerdings die Abstiegsbahn, und das macht alles ziemlich kompliziert. Sobald der Lander mit den Beinen auf der Oberfläche auftrifft, wird er mit drei Harpunen verankert und mit einer kleinen Raketendüse aufgedrückt. Wir wissen ja nicht, wie fest die Oberfläche ist. Der Lander soll nicht wie ein Ball zurückspringen. Das Risiko eines Fehlschlags ist aber meiner Meinung nach nicht so groß. Ich bin optimistisch und vertraue auf das Können meiner Kollegen.

STANDARD: Welche Bedingungen muss Philae auf Tschuri überstehen?

Schwehm: Der Komet setzt ständig Staub frei, der zum Teil auf die Oberfläche zurückfällt und die Solarzellen für die Aufladung der Sekundärbatterie kontaminieren könnte. Das wiederum könnte die Lebensdauer der Messstation einschränken. Der Lander wird sowieso nicht mehr als vier Monate überleben. Dann wird er bei Annäherung an die Sonne innen zu warm.

STANDARD: Die Esa arbeitet derzeit an weiteren Großprojekten wie der Gaia-Mission. Was ist deren Ziel?

Schwehm: Gaia ist schon erfolgreich in der Umlaufbahn positioniert worden und wird zurzeit getestet und feinjustiert. Das Weltraumteleskop mit der größten Kamera, die je gebaut wurde, soll die Eigenbewegungen von Millionen von Sternen bestimmen. Dadurch kann man die große Struktur unserer Galaxie vermessen. Eine Riesenaufgabe. (Kurt de Swaaf, DER STANDARD, 22.1.2014)


Gerhard Schwehm, geb. 1949 in Ludwigshafen am Rhein, promovierte an der Ruhr-Universität in Bochum zu extraterrestrischer Physik. 1983 wechselte er zunächst an das Europäische Raumflugkontrollzentrum Esoc in Darmstadt und zwei Jahre später zum Esa-Forschungs- und Technologiezentrum Estec in Noordwijk, Niederlande. Von 2004 bis 2013 leitete der Forscher die Rosetta-Mission, in wenigen Monaten wird er in den Ruhestand gehen.


Wissen: Europa im Weltraum

Die Sonde Rosetta wurde aus dem wissenschaftlichen Programm der Esa finanziert. In Europa gibt es keine ernstzunehmenden Weltraumaktivitäten außerhalb der Europäischen Weltraumagentur (European Space Agency). Die Esa hat insgesamt 21 Mitgliedsstaaten - 20 aus Europa, dazu auch Kanada. Das Jahresbudget beläuft sich auf 3,3 Milliarden Euro. 50 Millionen davon zahlt Österreich, genauer gesagt das Infrastrukturministerium, ein. Wenn man den Schnitt von 1. Jänner 2000 bis 30. Juni 2013 betrachtet, holt sich Österreich hundert Prozent in Form von Aufträgen für Forschung und Wirtschaft zurück.

Die hierzulande entwickelten Technologien für Rosetta wurden teilweise aus dem Budget der früheren Austrian Space Agency (Asa) finanziert. Das ist eine der vier Vorgängerorganisationen der Österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft FFG, die das österreichische Weltraumprogramm Asap abwickelt. (red)

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