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NASA-Raumsonde Dawn Ceres aus nächster Nähe

Ganz dicht kreist die Raumsonde Dawn um den Zwergplaneten Ceres und nimmt seine zerklüftete Oberfläche genau ins Visier. Die detailgenauen Aufnahmen zeigen nicht nur Einschlagkrater, sondern auch eine gesalzene Überraschung.

Stand: 27.07.2016

Seit Dezember 2015 umkreist die NASA-Sonde Dawn den Zwergplaneten Ceres mit nur 385 Kilometern Abstand zur Oberfläche. Und schickt die schärfsten Fotos zur Erde: Mit einer Auflösung von 35 Metern pro Pixel werden Details erdennbar, die es manchmal in sich haben.

Salz auf Ceres

Der Occator-Krater auf Ceres

Am verblüffendsten sind die vielen weißen Flecken, die Dawn schon während des Anflugs auf Ceres entdeckt hat. Mehr als 130 der auffällig hellen Stellen wurden bislang gezählt. Die größte findet sich in der Mitte des sogenannten Occator-Kraters, einem Meteoriteneinschlagskrater von rund neunzig Kilometern Durchmesser. Schnell stellte sich heraus, dass es sich um Salz handelt. Aber welches? Und woher kommt das Salz?

Wassereis im Innern des Zwergplaneten?

Illustration der Dawn-Sonde

Die erste Vermutung: Vielleicht gibt es unter Ceres' Oberfläche Eis. Beim Einschlag eines Meteoriten wird das unterirdische Eis freigelegt, verdunstet auf Ceres aber sofort, da der Zwergplanet nahezu keine Atmosphäre hat. Die Salze, die im Wasser gelöst sind, bleiben auf der Oberfläche zurück. Sehr frühe Aufnahmen der Dawn-Sonde im Dezember 2015 schienen diese These zu belegen: Forscher des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung (MPS) entdeckten Morgennebel über dem Occator-Krater, der offenbar entstand, weil unterirdisches Wassereis verdunstete und als Nebel durch Öffnungen emporstieg.

Weniger Eis als gedacht

Doch eine neue Studie zeigt: Gar so viel Eis kann es unter Ceres' harter Kruste gar nicht geben. Ein Forscherteam um Michael Bland vom U.S. Geological Survey in Flagstaff, Arizona, stellte fest, dass die meisten der großen Einschlagkrater auf Ceres mehr als zwei Kilometer tief sind. Wären große Eismengen unter der Oberfläche, würden sich die Kraterstrukturen nicht so lange erhalten, sondern schneller "zerfließen". Nicht mehr als vierzig Prozent Wassereis vermutet das Team um Bland unter der Oberfläche (veröffentlicht im Juni 2016).

Ein besonderes Salz: Soda

Natriumcarbonat auf Ceres

Zeitgleich identifizierte Maria Cristina De Sanctis vom Institut für Astrophysik in Rom und Forschungsleiterin für das Infrarot-Spektrometer der Sonde Dawn das Salz im Occator-Krater: Es handelt sich um Kohlenstoff-Verbindungen, genauer: Natriumcarbonat (auch: Natriumkarbonat), ein Salz der Kohlensäure, auch als Soda bekannt. Und zwar um das größte Vorkommen außerhalb der Erde.

Nicht Eis, sondern wärmeres Wasser

Natriumcarbonat deutet aber nicht auf Eis hin, sondern eher auf "richtiges" Wasser, einen Ozean oder doch zumindest eine lokale Wasseransammlung. Denn bei uns entsteht das Salz in hydrothermaler Umgebung, sprich: in warmem Wasser.

"Die Mineralien, die wir in dem hellen Fleck des Occator-Kraters entdeckt haben, setzen den Einfluss von Wasser voraus."

Maria Cristina De Sanctis, Forschungsleiterin für das Infrarot-Spektrometer der Dawn-Sonde

Die Schlussfolgerung von De Santis: In der jüngeren geologischen Vergangenheit von Ceres - also irgendwann vor einigen Jahrmillionen - hat es unter der Oberfläche des Planetoiden flüssiges Wasser gegeben, das durch irgendetwas an die Oberfläche kam. Daran kann ein Asteroideneinschlag beteiligt gewesen sein, vermutlich aber eher ein hydrothermaler Prozess im Inneren von Ceres. Im Inneren des Zwergplaneten herrschen oder herrschten viel höhere Temperaturen. Erst an der Oberfläche gefror das Wasser zu Eis und verdampfte anschließend ins All. Zurück blieb das Soda.

Wo gibt es Wasser im Sonnensystem?

Ceres im Asteroiden-Hauptgürtel

Die Frage, wo und wie Wasser überhaupt auf Planeten vorkommt, ist auch deshalb interessant, weil sie etwas mit dem Unterschied zwischen Gas- und Gesteinsplaneten zu tun hat. Denn vor 4,5 Milliarden Jahren ist das meiste Wasser von den sonnennahen Planeten Merkur, Venus, Erde und Mars verdampft. Ursprünglich konnte sich Wasser aber nur fern der Sonne in größeren Mengen halten, beispielsweise bei den Gasplaneten. Das Wasser, über das wir heute auf der Erde so reichlich verfügen, kam erst später wieder auf unseren Planeten.

Ceres befindet sich in rund 400 Millionen Kilometern Entfernung zur Sonne im Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter, also genau zwischen den Gesteins- und Gasplaneten. Ob er ursprünglich weiter außen im Sonnensystem angesiedelt war und irgendwann weiter nach innen wanderte oder ob er immer schon zum inneren Sonnensystem gehörte und das Wasser wie bei uns erst später auf Ceres landete, ist noch nicht geklärt.

Sanfte Annährung an den Zwergplaneten

Ceres ist zwar nicht weit weg, aber dennoch kein leichtes Ziel für eine Weltraummission: Es ist nicht ganz einfach, in den Orbit eines Zwergplaneten zu gelangen, denn seine Anziehungskraft ist gering. Dawn musste sich ganz allmählich an Ceres heranschrauben. Von März bis Dezember 2015 dauerte der langsame Sinkflug, mit dem sich die Sonde von einer Umlaufbahn mit 13.600 Kilometern Abstand auf nur noch 385 Kilometer der Oberfläche näherte. Aber die Lenker von Dawn haben Geduld: Die Anreise zu Ceres dauerte bereits siebeneinhalb Jahre; gestartet ist Dawn im September 2007. Dazwischen hat sie allerdings noch ein Jahr lang den Asteroiden Vesta untersucht.

Weltraumkamera aus Deutschland

Ein wesentlicher Teil der Technik an Bord der Raumsonde Dawn stammt aus Deutschland: Das Kamerasystem wurde unter Leitung des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung in Göttingen in Zusammenarbeit mit dem Institut für Planetenforschung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Berlin und dem Institut für Datentechnik und Kommunikationsnetze in Braunschweig entwickelt und gebaut.

Im Vergleich zur Anreise ist die Dauer der Mission eher kurz: Eigentlich sollte Dawn nur bis zum 30. Juni 2016 Ceres untersuchen. Es ist aber nicht ganz unwahrscheinlich, dass die Mission verlängert wird. Es wäre auch möglich, nach Vesta und Ceres noch einem dritten Objekt einen Besuch abzustatten, denn etwas Treibstoff hat die Sonde noch. Ansonsten verbleibt Dawn auch nach Missionsende in der Umlaufbahn von Ceres. Ein kleiner Weltraumschrott-Trabant für den Zwergplaneten. Ein gezielter Absturz ist der NASA nicht erlaubt, denn Dawn wurde offenbar nicht desinfiziert. Und irdische Mikroben sollen keinesfalls auf anderen Himmelskörpern landen.


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