Gratis Energie von Erde und Mars

Selbst Europas stärkste Trägerrakete, die Ariane 5, war nicht in der Lage, Rosetta auf direktem Weg zum Kometen 67P/Tschurjumow-Gerassimenko zu schicken. Sie beschleunigt zwar die mit 21 Experimenten vollgepackte drei Tonnen schwere Raumsonde auf eine Geschwindigkeit von 40 000 Kilometern in der Stunde, aber das reicht noch immer nicht aus. Aus diesem Grund suchten die ESA-Spezialisten vom Europäischen Satellitenkontrollzentrum ESOC in Darmstadt nach einer energetisch günstigen und wissenschaftlich interessanten Flugbahn. Ihr Ausweg: Rosetta muss vier Swing-by-Manöver – also nahe Vorbeiflüge – an Erde und Mars ausführen, um durch deren Schwerkraftfelder zusätzlich Schwung zu holen. Dabei ändern sich Richtung und Geschwindigkeit der Raumsonde.

Rosettas Tankstationen und Passagen im Asteroidengürtel

Diese Swing-by- bzw. Gravity Assist Manöver bewirkten bei Rosetta zweierlei: Zum einen erhöhte sich der Radius ihrer Umlaufbahn um die Sonne, zum anderen ihre Geschwindigkeit. Diese Auftankrunden hatte das ESOC so geschickt gewählt, dass Rosetta dabei zweimal den Asteroidengürtel durchqueren musste und somit ein Vorbeiflug an mindestens zwei weiteren Objekten möglich war.

Hier eine Übersicht der „Tankstellen“ und der Vorbeiflug-Passagen an Objekten des Asteroidengürtels:

 

 

Datum	"Auftanken"	Vorbeiflug	geringste Entfernung
05. März 2005	Erde		1955 km
25. Februar 2007	Mars		250 km
12. November 2007	Erde		5295 km
05. September 2008		Asteroid Steins	803 km
13. November 2009	Erde		2481 km
10. Juli 2010		Asteroid Lutetia	3162 km

 

Bei ihren drei Swing-by-Manövern an der Erde nahm die Kometensonde nicht nur Energie auf. Ihre Kameras schossen fantastische Aufnahmen von der Erde und dem Mond. Dabei konnten die Wissenschaftler die Instrumente an Bord von Rosetta überprüfen und kalibrieren. Das ist eine wichtige Arbeit, um 2014 exakte Ergebnisse vom Zielkometen 67P/Tschurjumow-Gerassimenko zu erhalten. Die Vorbeiflüge boten auch eine günstige Gelegenheit, das Zusammenspiel zwischen Bodenstationen und Raumsonde zu testen.

Rendezvous mit Asteroiden: Steins und Lutetia

Der Asteroidengürtel befindet sich zwischen Mars und Jupiter. Über die Gruppe der Asteroiden bzw. „Kleinkörper“ dieses Gürtels ist noch relativ wenig bekannt. Deshalb hatten die Forscher den Vorbeiflug an zwei Asteroiden geplant, um so nähere Informationen zu gewinnen. Sie fanden mit „2867 Steins“ und „21 Lutetia“ zwei Vertreter mit unterschiedlichen Eigenschaften.

Aus den Aufnahmen, die Rosetta während der Passage von Steins am 5. September 2008 machte, konnten neben der Größe wichtige physikalische Eigenschaften abgeleitet werden. Steins entpuppte sich als ein 6,67 x 5,81 x 4,47 Kilometer großes, abgeplattetes Objekt. Seine Oberfläche ist mit flachen Kratern bedeckt. Ein 2,1 Kilometer großer Krater am Südpol und eine Kette von Kleinkratern deuten darauf hin, dass Steins das Ziel eines großen Einschlags war. Dabei wurde vermutlich seine innere Struktur zerstört. Steins erweist sich heute als lockerer Trümmerhaufen. Er besteht überwiegend aus dem Mineral Enstatit und gehört deshalb unter den Asteroiden zum seltenen E-Typ.

Am 10. Juli 2010 nahmen die Instrumente von Rosetta das zweite Objekt der Begierde aufs Korn: Lutetia. Der Asteroid ist mit etwa 134 x 101 x 93 Kilometern zwar recht groß, aber mit 2,45 astronomischen Einheiten (367 Millionen Kilometer) auch weit entfernt. Auf den Bildern sind riesige Krater und mehrere hundert Meter große Felsblöcke zu erkennen. Analysen zeigen, dass es sich bei Lutetia um einen Asteroiden der metallreichen M-Klasse handeln dürfte.