Anflug auf Merkur: Heiße Phase für Esa-Sonde BepiColombo

Was geschehen ist – die Kernmeldung ausführlich

Nach einer achtjährigen Reise durch unser Sonnensystem steht die europäische Forschungssonde BepiColombo vor ihrem entscheidenden Wendepunkt. Seit ihrem Start im Oktober 2018 hat das Raumfahrzeug eine Strecke von rund 207 Millionen Kilometern zurückgelegt, um den sonnennächsten Planeten zu erreichen. Am kommenden Donnerstag beginnt nun die finale Phase dieser milliardenschweren Mission. Es handelt sich um ein hochkomplexes Manöver, bei dem sich das Transportmodul, welches den europäischen Mercury Planetary Orbiter (MPO) und den japanischen Mercury Magnetospheric Orbiter (Mio) beherbergt, vom interplanetaren Antriebssystem lösen wird. Dieser Vorgang markiert den Übergang in den freien Fall in Richtung der Merkur-Atmosphäre. Die Europäische Weltraumagentur (Esa) stuft diesen operativen Ablauf als eine der anspruchsvollsten Aufgaben ein, die jemals von der Organisation bewältigt wurden. Die Spannung bei den Verantwortlichen im europäischen Raumflugkontrollzentrum (ESOC) in Darmstadt ist groß, da das Zeitfenster für den Erfolg extrem eng gefasst ist und keinerlei Spielraum für Korrekturen bietet. Das Manöver, das gegen 14 Uhr stattfinden soll, ist bis auf die Sekunde präzise durchgeplant, um die Sonden in die richtige Position für ihre zukünftigen wissenschaftlichen Aufgaben zu bringen.

Die Einzelheiten – Zahlen, Namen und Fakten

Die Mission BepiColombo ist ein Gemeinschaftsprojekt der europäischen und japanischen Weltraumagenturen mit einem Gesamtvolumen von rund zwei Milliarden Euro. Die Sonde selbst besteht aus zwei wissenschaftlichen Einheiten: dem europäischen Mercury Planetary Orbiter (MPO) und dem japanischen Mercury Magnetospheric Orbiter (Mio). Die Reise begann im Oktober 2018 am Weltraumbahnhof Kourou in Französisch-Guayana. Um die enorme Distanz und die notwendige Geschwindigkeitsanpassung zu bewältigen, musste die Sonde mehrfach an Planeten vorbeifliegen: Einmal an der Erde, zweimal an der Venus und insgesamt sechsmal am Merkur selbst. Die nun anstehende Trennung ist ein kritischer Moment. Da ein Funksignal zwischen der Sonde und der Erde eine Laufzeit von etwa elfeinhalb Minuten hat, erfahren die Ingenieure in Darmstadt erst mit dieser Verzögerung, ob das Manöver erfolgreich war. Sollte ein Eingriff notwendig sein, würde eine Korrektur wiederum elfeinhalb Minuten zur Sonde benötigen, und das Ergebnis wäre erst nach weiteren elfeinhalb Minuten auf der Erde sichtbar. Christoph Steiger, der stellvertretende Leiter des Flugkontrollteams, betont, dass es für diese Abläufe keine zweite Chance gibt. Die Isolationsschicht des Transportmoduls muss zudem extremen Bedingungen standhalten, da auf der Sonnenseite des Merkur Temperaturen von bis zu 460 Grad Celsius herrschen.

Hintergrund – Der Weg zum Merkur

Die Mission BepiColombo ist das Ergebnis jahrzehntelanger Planung und technologischer Entwicklung. Der Name der Sonde ehrt den italienischen Mathematiker und Raumfahrtingenieur Giuseppe „Bepi“ Colombo, der in den 1970er-Jahren als Pionier der Flugbahnplanung galt und die komplexen Berechnungen für solche interplanetaren Reisen maßgeblich vorantrieb. Die Reise zum Merkur ist physikalisch besonders anspruchsvoll, da der Planet sehr nah an der Sonne kreist. Um in eine stabile Umlaufbahn einzuschwenken, musste die Sonde durch gezielte Vorbeiflüge an anderen Himmelskörpern kontinuierlich abgebremst werden. Diese sogenannten Swing-by-Manöver waren notwendig, um die enorme Anziehungskraft der Sonne zu kompensieren. Der Merkur gilt als einer der am wenigsten erforschten terrestrischen Planeten unseres Sonnensystems. Seine Nähe zur Sonne macht ihn zu einem extremen Forschungsobjekt, das oft als „heiße Kohle“ bezeichnet wird. Die bisherige Reise war geprägt von der ständigen Notwendigkeit, die Systeme vor der intensiven Strahlung und Hitze zu schützen, während die Sonde durch die verschiedenen Gravitationsfelder der Planeten navigiert wurde, um schließlich ihr Ziel zu erreichen.

Die Beteiligten – Institutionen und Akteure

Die Federführung bei diesem Projekt liegt bei der Europäischen Weltraumagentur (Esa) in enger Kooperation mit der japanischen Raumfahrtbehörde. Das europäische Raumflugkontrollzentrum (ESOC) in Darmstadt spielt dabei eine zentrale Rolle bei der Steuerung der Sonde. Hier arbeiten Experten wie Christoph Steiger, der stellvertretende Leiter des Flugkontrollteams, und weitere Verantwortliche wie Schreiber, die den gesamten Prozess überwachen. Sie sind es, die die präzisen Zeitpläne erstellen und die Kommunikation mit dem Raumfahrzeug sicherstellen. Auf der Seite der Hardware sind der europäische Mercury Planetary Orbiter (MPO) und der japanische Mercury Magnetospheric Orbiter (Mio) die Hauptakteure, die mit einer Vielzahl von Messgeräten bestückt sind. Diese Sonden wurden in jahrelanger Zusammenarbeit entwickelt, um die spezifischen wissenschaftlichen Fragestellungen rund um den Merkur zu beantworten. Die internationale Zusammenarbeit ist dabei ein wesentlicher Pfeiler, da die wissenschaftliche Expertise beider Kontinente gebündelt wurde, um die komplexen technischen Herausforderungen der Mission zu meistern.

Einordnung – Was das bedeutet

Die Bedeutung der Mission BepiColombo ist wissenschaftlich kaum zu überschätzen. Einzuordnen ist das so: Der Merkur ist neben der Erde der einzige Planet im Sonnensystem, der über ein aktives globales Magnetfeld verfügt. Die Erforschung dieses Magnetfeldes und seiner Wechselwirkungen mit den Sonnenwinden ist das primäre wissenschaftliche Ziel der beiden Sonden MPO und Mio. Den Berichten zufolge sollen die gesammelten Daten dazu beitragen, die Ursprünge des gesamten Sonnensystems besser zu verstehen. Die Wissenschaftler erhoffen sich Erkenntnisse darüber, unter welchen spezifischen Bedingungen planetare Magnetfelder überhaupt entstehen und wie sie sich über Zeiträume von Milliarden Jahren entwickeln. Da die Erde ebenfalls ein Magnetfeld besitzt, das für das Leben auf unserem Planeten entscheidend ist, liefert die Untersuchung des Merkur indirekt auch wichtige Vergleichsdaten für unser eigenes Heimatsystem. Es ist eine Grundlagenforschung, die weit über den Merkur hinausgeht und fundamentale Fragen zur Entstehung und Stabilität von Planeten adressiert. Die Mission stellt somit einen Meilenstein in der planetaren Erkundung dar.

Offene Fragen – Was der Quelltext nicht beantwortet

Obwohl der Quelltext detaillierte Informationen über den Ablauf des Manövers und die wissenschaftlichen Ziele liefert, bleiben einige Aspekte offen. So wird nicht spezifiziert, welche konkreten Messinstrumente an Bord der Sonden MPO und Mio installiert sind und welche spezifischen physikalischen Parameter sie im Detail erfassen sollen. Auch die genaue Zusammensetzung der Isolationsschicht, die den extremen Temperaturen von über 400 Grad Celsius standhalten muss, wird nicht weiter erläutert. Ebenso fehlen Angaben dazu, ob es alternative Szenarien gibt, falls die Trennung des Transportmoduls nicht exakt wie geplant verläuft oder ob es Notfallprotokolle für den Fall eines Kommunikationsausfalls gibt. Zudem wird nicht detailliert beschrieben, wie die Datenübertragung von den Sonden zurück zur Erde nach Beginn der wissenschaftlichen Arbeit im nächsten Jahr technisch realisiert wird, insbesondere angesichts der enormen Distanz und der Nähe zur Sonne, die die Funkverbindung stören könnte.

Wie es weitergeht – Die nächsten Schritte

Nach dem kritischen Trennungsmanöver am Donnerstag beginnt eine längere Phase der Überprüfung. Sollte die Aktion erfolgreich verlaufen, wird das Team in Darmstadt zunächst den Zustand des Raumfahrzeugs genau analysieren, um sicherzustellen, dass alle Systeme planmäßig funktionieren. Die Anflugphase selbst wird insgesamt sechs Monate in Anspruch nehmen. Für den November ist geplant, dass beide Sonden gemeinsam in ihre Umlaufbahn um den Merkur eintreten. Im Dezember folgt dann die Trennung der beiden Sonden voneinander. Von Dezember bis März steht eine weitere Phase an, in der die Umlaufbahn des Mercury Planetary Orbiters auf die gewünschte Höhe abgesenkt wird, um optimale Messbedingungen zu schaffen. Die eigentliche wissenschaftliche Arbeit der beiden Sonden soll schließlich im April beginnen. Ab diesem Zeitpunkt werden die Messgeräte kontinuierlich Daten sammeln, die dann zur Auswertung an die Bodenstationen auf der Erde übertragen werden, um die Geheimnisse des Merkur zu entschlüsseln.