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Raumsonde BepiColombo Zwei Orbiter auf dem Weg zum Merkur

Im Oktober 2018 ist Starttermin für die europäisch-japanische Raumsonde BepiColombo. Sie hat gleich zwei Satelliten an Bord. In sieben Jahren sollen beide den Orbit um Merkur, den innersten Planeten des Sonnensystems, erreichen.

Stand: 30.04.2018

Start von Bepicolombo (künstlerische Darstellung) | Bild: ESA/ATG medialab

Laut der Europäische Raumfahrtagentur ESA ist BepiColombo ihre bisher anspruchsvollste interplanetare Mission. Der Planet Merkur, zu dem die Raumsonde reist, ist der innerste unseres Sonnensystems: Nur 58 Millionen Kilometer ist er von der Sonne entfernt. Der Abstand zwischen Erde und Sonne ist im Vergleich dazu fast dreimal so groß. Ein Jahr dauert auf dem Merkur nur 88 Tage: In dieser Zeit umrundet er einmal die Sonne. Dabei dreht er sich aber nur eineinhalb Mal um seine eigene Achse. Das bedeutet: Auf dem Merkur dauert es von einem Sonnenaufgang bis zum nächsten knapp 176 Tage. Das sorgt für extreme Bedingungen: Tagsüber, wenn die Sonne herab brennt, wird es auf der Oberfläche bis zu 430 Grad Celsius heiß, nachts hingegen bis zu minus 173 Grad Celsius kalt.

Schwer zu beobachten, schwer zu erreichen

Merkur vor der Sonne beim Transit vom 9. Mai 2016. Das Bild ist aus Aufnahmen des Sonnenbeobachtungssatelliten SDO zusammengesetzt.

Merkur hat einen Durchmesser von 4.878 Kilometern. Damit ist er der kleinste Planet im Sonnensystem und nur wenig größer als der Erdenmond. Wegen der hohen Temperaturen und der geringen Anziehungskraft hat er so gut wie keine Atmosphäre. Weil Merkur die Sonne so eng umkreist, lässt er sich von der Erde aus nur schwer beobachten. Auch für Raumsonden ist der kleine Planet eine Herausforderung, denn die Strahlung der Sonne ist dort rund zehnmal stärker als auf der Erde. BepiColombo hat deshalb eine spezielle weiße Keramikbeschichtung, die dicker ist als bisherige Satellitenfolien. Diese Folien sind üblicherweise schwarz oder golden, um die Raumsonden gegen die Kälte im All zu schützen.

BepiColombo - Die dritte Mission zu Merkur

Merkur, aufgenommen von der NASA-Raumsonde Messenger

Merkur hat erst zweimal Besuch von der Erde bekommen. Die NASA-Raumsonde Mariner 10 flog am 16. März 1974 das erste Mal an ihm vorbei, im gleichen Jahr und 1975 folgten zwei weitere Passagen. Mariner 10 machte dabei über 4.000 Aufnahmen von Merkur und konnte knapp die Hälfte seiner Oberfläche erfassen. Auch die zweite Merkur-Sonde war im Auftrag der NASA unterwegs: Messenger (Mercury Surface, Space Environment, Geochemistry and Ranging) umkreiste 2011 bis 2015 den Merkur. Nachdem sie ihren letzten Treibstoff verbraucht hatte, schlug sie auf dessen Oberfläche auf. Messenger untersuchte die geochemische Zusammensetzung und Geologie von Merkur, den Planetenkern sowie die Polkappen.

Giuseppe "Bepi" Colombo und der erste Flug zum Merkur

Giuseppe (Bepi) Colombo

Mariner 10 war die erste Raumsonde, die ein Swingby-Manöver an einem anderen Planeten vollführte, nämlich an der Venus. Bei einem solchen Manöver wird das Gravitationsfeld eines Planeten genutzt, um einer Raumsonde eine Richtungsänderung mitzugeben, um sie zu beschleunigen oder abzubremsen. Um eine Sonde in die Nähe des Merkurs zu bringen, muss man ihre Fluggeschwindigkeit mit solchen Manövern um etwa 60 Prozent verringern. Die erste derartige Flugbahn wurde von dem italienischen Ingenieur und Mathematiker Giuseppe "Bepi" Colombo (1920-1984) für Mariner 10 vorgeschlagen. Er war auch wesentlich an der Planung der NASA-Mission beteiligt.

Zwei Satelliten, eine Raumsonde

Einer der beiden Merkur-Satellliten: Mercury Magnetospheric Orbiter MMO in der Montagehalle in Noordwijk

BepiColombo besteht aus zwei Satelliten, nämlich dem europäischen "Mercury Planetary Orbiter" (MPO) und dem japanischen "Mercury Magnetospheric Orbiter" (MMO). Beide sollen den Merkur ab dem Jahr 2025 auf unterschiedlichen Umlaufbahnen erkunden. Die europäische Sonde MPO wird auf einer niedrigen Umlaufbahn, die über die Pole führt, die Oberfläche kartografieren und die innere Zusammensetzung des Planeten erforschen. Im Fokus stehen die Form und das Innere von Merkur, die Krater, Struktur und Geologie sowie die Zusammensetzung und Dynamik der Restatmosphäre. Die japanische Sonde MMO wird hingegen Merkurs Magnetfeld und dessen Wechselwirkung mit dem Sonnenwind untersuchen.

Sieben Jahre unterwegs

Nach eineinhalb Jahren kommt BepiColombo für ein Flyby-Manöver zurück zur Erde.

BepiColombo wiegt über vier Tonnen und hat rund 1,3 Milliarden Euro gekostet. Im Oktober 2018 soll die Raumsonde mit einer Ariane 5-Rakete vom Weltraumbahnhof Kourou in Französisch Guayana starten. Eigentlich war der Start schon für 2013 vorgesehen, doch technische Probleme bei der Entwicklung hitzeresistenter Bauteile verzögerten die Mission. Sieben Jahre wird die Reise von BepiColombo dauern. In dieser Zeit werden neun Swingby-Manöver an Erde, Venus und Merkur nötig sein, um die Orbiter in die Umlaufbahn um den Zielplaneten zu bringen. Dann sollen die beiden mindestens ein Jahr lang Merkur umkreisen und Neues über den innersten Planeten des Sonnensystems herausfinden.


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