Auf der Suche nach dem Landeplatz

Forscher wählen fünf Gebiete auf dem Kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko aus, wo Philae niedergehen könnte

25. August 2014

Flugtechnisch erreichbar, möglichst eben, nicht zu schattig, nicht zu sonnig − und wissenschaftlich reizvoll: Diese Bedingungen soll das Gebiet auf der Oberfläche des Kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko erfüllen, das zur Landestelle für Philae, der Landeeinheit der europäischen Raumsonde Rosetta, gekürt wird. In einer Vorauswahl haben Forscher und Ingenieure nun fünf mögliche Kandidaten benannt. Drei der potenziellen Landestellen liegen auf dem „Kopf“, die anderen beiden auf dem größeren „Körper“ des Kometen. Nach Ansicht der Wissenschaftler könnte es für Philae von dort aus möglich sein, die Aktivität von 67P aus der Nähe zu beobachten.

Fünf auf einen Blick: Diese Gebiete auf dem Kometen 67P kommen als Landestellen in Frage. Sie blieben von einer Vorauswahl aus zehn Landestellen übrig und sind mit den Buchstaben A, B, C, I und J bezeichnet, was jedoch keine Rangfolge bedeutet. Die Bilder wurden mit dem wissenschaftlichen Kamerasystems OSIRIS am 16. August 2014 aus einer Entfernung von etwa 100 Kilometern aufgenommen.

„Es waren schwierige Beratungen, aber wir haben einige Stellen identifizieren können, mit denen sowohl die Flugingenieure als auch die Wissenschaftler sehr zufrieden sind“, sagt Hermann Böhnhardt vom Göttinger Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung, wissenschaftlicher Leiter der Landemission, der die Gebiete mitausgewählt hat.

Die Kür war kein leichtes Unterfangen, denn die perfekte Landestelle muss nicht nur sicher erreichbar sein und einen reibungslosen Betrieb von Philae ermöglichen, sondern auch die notwendigen Voraussetzungen für die geplanten wissenschaftlichen Untersuchungen bieten. Fünf Landestellen hat das Team nun in die engere Wahl gezogen.

67P/Churyumov-Gerasimenko ist ein ungewöhnlich geformter Brocken: Ein kleiner Teil, der Kopf, ist über eine Halsregion mit dem größeren Körper verbunden. „Wenn man die außergewöhnliche Form und die globale Topografie des Kometen sieht, ist es sicherlich keine Überraschung, dass viele Gebiete gleich aus der Auswahl herausfielen“, sagt Philae-Projektleiter Stephan Ulamec vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR).

Mögliche Landestelle A: Dieses und die folgenden Bilder wurden von der Telekamera von OSIRIS am 16. August 2014 aus einer Entfernung von etwa 100 Kilometern gewonnen. Die Fotos zeigen jeweils ein Gebiet mit einer Größe von einem Quadratkilometer, das um den Mittelpunkt der Landeellipse zentriert ist. Die Auflösung beträgt 1,85 Meter pro Pixel.

Aussichtsreiche Kandidaten finden sich nach Ansicht der Forscher dennoch auf beiden Teilen: drei auf dem Kopf, zwei auf dem Körper. Die Halsregion, die vielen Wissenschaftlern wegen ihrer auffälligen hellen Färbung besonders interessant erscheint, bietet allerdings nicht die nötigen Voraussetzungen für eine sichere Landung und den anschließenden, erfolgreichen Betrieb von Philae.

„Das wichtigste Kriterium war natürlich, dass die Gebiete für Philae überhaupt zu erreichen sind“, meint Böhnhardt. Schließlich treffe dies nicht auf alle Regionen des Kometen zu. Selbst wenn man sämtliche denkbaren Geschwindigkeiten, Flugbahnen und Orientierungen der Raumsonde im Moment des Abdockens von Philae berücksichtigt sowie die verschiedenen möglichen Ablösegeschwindigkeiten der Landeeinheit selbst, bleiben schwarze Flecken auf der Karte des Kometen.

Ebenso wichtig: Von der Landestelle muss es einen regelmäßigen Funkkontakt zur Raumsonde geben, um Betriebskommandos und Daten auszutauschen. Eine möglichst ebene Oberfläche soll zudem eine sichere Landung garantieren. Nach der Landung sind mindestens sechs Stunden Sonnenlicht täglich für mindestens sechs Monate nötig, um die Solarzellen von Philae aufzuladen. Aber die Sonne darf auch nicht zu lange scheinen, sonst könnte Philae überhitzen. Wie die Beratungen ergaben, sind diese Voraussetzungen für die gesamte Unterseite des Kometen nicht gegeben.

Mögliche Landestelle B.

Aus wissenschaftlicher Sicht wiegen weitere Kriterien schwer. Wo etwa lässt sich die Aktivität des Kometen gut beobachten? Auf seiner Reise in Richtung Sonne erwärmt sich die Oberfläche zunehmend. Schon jetzt verdampfen von einigen Stellen leicht flüchtige Gase und reißen Staubteilchen mit sich.

Dieses Material zu analysieren ist etwa Aufgabe des Instrumentes DIM (Dust Impact Monitor), das von Wissenschaftlern des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung geleitet wird. „Wir haben bevorzugt Landestellen ausgewählt, die nach unserem momentanen Kenntnisstand die Möglichkeit bieten, die Kometenaktivität quasi hautnah zu untersuchen“, sagt Hermann Böhnhardt.

Ihre Entscheidung gründen die Mitglieder der Auswahlkommission auf erste Messdaten, welche die Instrumente an Bord von Rosetta seit der Ankunft beim Kometen am 6. August aufgenommen haben. Eine entscheidende Rolle spielten dabei die Bilder des wissenschaftlichen Kamerasystems OSIRIS. Aus einer Entfernung von etwa 100 Kilometern geben sie ersten Aufschluss über die Topografie des Körpers und machen Oberflächenstrukturen von zwei Metern Größe sichtbar.

Mögliche Landestelle C.

„In den nächsten Wochen werden wir uns die fünf Landestellen-Kandidaten besonders genau und aus der Nähe anschauen“, sagt Holger Sierks vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung, wissenschaftlicher Leiter des Kamerateams. Dabei wird eine Auflösung von 50 Zentimeter pro Pixel erreicht. „Zudem werden wir die lokale Aktivität näher untersuchen, die wir schon jetzt in abströmenden Jets erkennen können.“

Andere Forscher erhoffen sich von den nächsten Wochen auch Erkenntnisse darüber, wo sich organische Stoffe auf der Oberfläche des Kometen finden. Das Instrument COSAC (Cometary Sampling and Composition Experiment) etwa benötigt eine Landestelle, die reich an organischen Verbindungen ist. Dort soll der Gaschromatograf mit angeschlossenem Massenspektrometer unter anderem nach den Bausteinen des Lebens suchen.

Mögliche Landestelle I.

Dieses Kriterium könnte Mitte September eine wichtige Rolle spielen, wenn die Auswahlkommission erneut zusammentritt. Dann sollen von den fünf jetzt benannten Landestellen zwei in die engere Wahl gezogen und priorisiert werden. „Der Prozess, eine Landestelle auszuwählen, ist extrem komplex und dynamisch. Während wir uns dem Kometen nähern, werden wir mehr und mehr Details sehen, die unsere Entscheidung beeinflussen werden“, sagt Rosetta-Missionsleiter Fred Jansen von der ESA.

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Mögliche Landestelle J.

Rosetta ist eine Mission der Europäischen Weltraumagentur ESA mit Beiträgen der Mitgliedsstaaten und der amerikanischen Raumfahrtbehörde NASA. Rosettas Landeeinheit Philae wurde von einem Konsortium unter Leitung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR), des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung (MPS) und der französischen und italienischen Weltraumagenturen (CNES und ASI) zur Verfügung gestellt. Rosetta wird die erste Mission in der Geschichte sein, die einen Kometen anfliegt, ihn auf seinem Weg um die Sonne begleitet und eine Landeeinheit auf seiner Oberfläche absetzt.

BK / HOR

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