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Credit: twitter.com/AstronomyNowAm 20. Januar 2014 war es soweit: Nach mehrjähriger wörtlich zu nehmender Funkstille konnte die Europäische Weltraumbehörde ESA wieder den Radiokontakt zu ihrer Kometenjägersonde Rosetta herstellen. Rosetta hatte zu diesem Zeitpunkt schon einen sehr weiten Weg hinter sich. Gestartet war sie am 2. März 2004 und soll demnächst in die Umlaufbahn des Kometen 67P/Tschurjumow-Gerasimenko einschwenken. Höhepunkt der Mission wird neben dem kartographischen Blick auf eine erwachende Sleeping Beauty auch die  Landung der Sonde Philae, die für November geplant ist. Seit seiner Ankunft beim Kometenkern schickt Rosetta prächtige Postkarten. (Credit: twitter.com/AstronomyNow)

2005, als sich Rosetta bei einem Swing-By-Manöver neuen Schwung an der Erde holte, ergab sich eine gute Gelegenheit die Sonde von der Erde aus zu beobachten. Unser Autor Astronomicus beobachtete damals dieses Manöver mit dem 80-cm-Teleskop der Wiener Universitätssternwarte. Hier ein Blick zurück auf 9 Jahre dauernde Reise.

Normalerweise könnte man die öffentliche Wahrnehmung einer Raumfahrtmission so beschreiben: Aus den Augen, aus dem Sinn. Von dem Moment an, in dem der gleißende Feuerschweif der Trägerrakete am Himmel erlischt bis zu den Berichten der Medien über die Ergebnisse der Mission gibt es für den Normalbürger üblicherweise keinen direkten Bezug mehr zum Raumfahrzeug. Die einzigen, die das Schicksal der Sonde in der Zwischenzeit direkt mitverfolgen, sind einige wenige Missionsinterne, die von nun an über Jahre hinweg den Verlauf der Sonde auf ihren Bildschirmen beobachten.

Raumsonde Rosetta auf Kometenjagt; Credit: ESA

Ursprünglich hätte sich die Raumsonde schon etwas früher auf den Weg machen sollen, um gegen Ende des Jahres  2011 beim Kometen Wirtanen anzukommen. Allerdings hatte die Ariane 5 Anfang 2003 ihr technologisches Upgrade zur 5-Plus nicht vertragen und ging während des ersten Fluges mitsamt ihrer Ladung in Flammen auf. Um die Ladung nicht zu gefärden sagte die ESA den Start ab und ließ somit das ohnehin sehr kurze Startfenster verstreichen. Als Ersatzobjekt wurde schließlich 67P ausgewählt. Rosetta - eine Fracht, die sich kaum von einem klassischen Kommunikationssatelliten unterscheidet, machte sich schließlich 2004 auf die Reise in den interplanetaren Raum.

Ein Überblick über die Eckpunkte der Rosetta Mission kann hier nachgelesen werden.

Swing-By

Um auf ihrer langen Reise Treibstoff zu sparen, den die mit drei Tonnen relativ schwere Sonde sonst für Kurskorrekturen oder Beschleunigungsarbeit benötigen würde, holt sich die Sonde elegant neuen Schwung beim Vorbeiflug bei Planeten. In der Raumfahrt heißt dieses Manöver 'Swing By'. Man könnte es auch 'Gravitations-Drive-In' für Raumsonden nennen. Der Vorbeiflug erfolgt auf einem parabelförmigen Kurs, wobei sich die Sonde dem Planeten bis auf einige tausend oder gar hundert Kilometer nähert. Mit diesem Prinzip wurden schon die Voyager-Raumsonden erfolgreich auf ihre ‚Grand Tour’ an den großen Gasplaneten vorbei in die äußeren Bereiche des Sonnensystem geschickt. (Anmerkung: Die hohe Anzahl der ‚Verlassungen’ des Sonnensystems von Voyager1 (siehe http://xkcd.com/1189/) ist weder auf Swing-Bys noch auf Beziehungskrisen zurückzuführen!)

Rosettas Ziel liegt jedoch nicht in den Randregionen des Sonnensystems, sonder ist ein bewegliches Ziel. Um dort hin zu gelangen, musste die Sonde ihre beinahe kreisförmige Bahn verlassen und auf eine stark elliptische Bahn einschwenken. Außerdem ist die Kometenbahn 7 Grad gegenüber der Erdbahn geneigt. Insgesamt holte sich Rosetta dreimal – 2005, 2007 und 2009 – Schwung an der Erde und bei einem Swing-by am Mars.

Start - Rendevouz - Missionsende Credit: ESA

Auf ihrem langen Weg erkundete Rosetta auch zwei Asteroiden im Vorbeiflug -  im wahrsten Sinn des Wortes: 2008 21/Lutetia sowie im Jahre 2010 2867/Steins. Anschließend wurde die Sonde in Energiesparmodus versetzt, aus dem diese erst dieses Jahr geweckt wurde, begleitet von einer gelungenen Social-Media Kampagne. Astronomen sind Nachtmenschen und kommen morgens schwer in die Gänge – außer es gibt etwas zu entdecken. Rosetta macht hier keine Ausnahme.

Bei einer derartig komplexen Flugbahn kommt es auf viele Faktoren an: Gravitation von Sonne, Planeten, Monden und anderen Kleinkörpern und vielleicht auch die Atmosphären der Planeten. Aber auch der Mensch ist ein wichtiger Faktor im Flugverlauf – genauer gesagt, die Fehler die passieren können. Man erinnere sich nur an Missionen, die daran gescheitert sind, dass der Bordcomputer im metrischen System programmiert war, aber mit Werten des angloamerikanischen Maßsystems gefüttert wurden.

Ein letzter Blick auf Rosetta

Teleskop im Nordturm der Universitätssternwarte WienAllerdings kann man durch direkte Beobachtung prüfen, ob die Sonde noch auf Kurs ist. Im März 2005 organisierte daher die ESA eine Beobachtungskampagne, um mit bodengebundenen optischen Teleskopen die Position der Sonde anhand der Hintergrundsterne zu bestimmen. Bei der Ausschreibung kam es zu einem Missverständnis, denn einige Journalisten schrieben von einem sehr hellen, großen, mit freiem Auge sichtbaren Objekt. Schließlich erreichte Rosetta eine maximale Helligkeit von etwa achter Größenklasse.

Damals war ich Astronomiestudent im 5. Semester an der Universität Wien und hatte eben den 'Teleskopführerschein' für den 80-cm-Spiegel an der Wiener Universitätsternwarte absolviert. Die erste Möglichkeit zur Beobachtung bot Rosetta. Gemeinsam mit Andreas Leitner und Patrick Lenz arbeitete ich im Kontrollraum im Nordturm der Sternwarte im 18. Wiener Gemeindebezirk.

Credit: Paul BeckDrei Leute war die passende Zahl, um erfolgreich zu sein, denn bei einer sich schnell bewegenden Sonde muss man schnell uns sauber arbeiten. An jenem Abend war es extrem kalt, und die Finger waren steif beim Tippen. Das Wetter war zu Beginn des Abends stark bewölkt, aber die Satellitenbilder zeigten eine aus Westen heranziehende Auflockerung. Erst kurz vor Beginn des Swing-By-Manövers zeigten sich erste Sterne, und wir konnten mit den Beobachtungen beginnen.

Insgesamt nahmen wir in etwa einenhalb Stunden ungefähr 200 CCD-Frames auf. Da die Sonde sich zu schnell für die Teleskopnachführung bewegte, führten wir für die Hintergrundsterne nach und addierten die einzelnen Bilder zu einem Kompositbild. Wegen der Beschleunigung und Positionsveränderung änderte sich die Winkelgeschwindigkeit. Dies ist auch in den Aufnahmen zu sehen.

21.10 MEZ, 1 Sekunde belichtet
21.10 MEZ, 1 Sekunde belichtet

22.26 MEZ 0,5 Sekunden belichtet
22.26 MEZ 0,5 Sekunden belichtet

22.46 MEZ 0,5 Sekunden belichtet
22.46 MEZ 0,5 Sekunden belichtet

20. Januar 2014

Die Aufregung gipfelt kurz nach 19:00 Uhr. Das erste Signal von der Sonde wurde planmäßig empfangen.

Anfang Juni 2014: Komet 67P/Tschurjumow-Gerasimenko ist ein schwacher Lichtpunkt.

Anfang Juli 2014: Rosetta ist in Rosettas Augen ein wackelnder, verpixelter Punkt.

Anfang August 2014: Rosetta schickt Postkarten von einer fremden Welt. 67P/Tschurjumow-Gerasimenko ist ein zottiger Geselle mit seltsamer Form. Wir sind sehr gespannt, welche neuen Erkenntnisse die Mission bringt!

Astronomicus

Hier ein paar Postkarten, die Rosetta in den letzten Tagen schickte:

Credits: ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA
Credits: ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA

ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDACredits: ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA

Credits: ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA
Credits: ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA

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