Lander Philae: Warten auf ein Lebenszeichen

Am 15. November 2014 um 1.36 Uhr war Philaes Batterie nach einer dreifachen Landung und mehr als 56 Stunden wissenschaftlicher Arbeit erschöpft. Nun wartet das Team darauf, dass der Lander auf der Kometenreise Richtung Sonne wieder genügend Energie erhält, um sich zurückzumelden. "Die größte Wahrscheinlichkeit besteht im Mai, dass wir in Kontakt mit Philae treten können" sagt Philae-Projektleiter Dr. Stephan Ulamec vom DLR in Köln.

"Wir werden aber bereits ab Ende März versuchen, ob Philae schon ausreichend stark von der Sonne angestrahlt und mit Energie versorgt wird." Auch die Temperaturen an seinem eisigen Standort dürften dann günstiger für Philae werden.

Wo exakt er steht, konnte jedoch noch nicht festgestellt werden: Bisher konnte er auf keinem Bild der OSIRIS-Kamera entdeckt werden. Mit den nun anstehenden Flugmanövern des Rosetta-Orbiters wird dies in nächster Zeit auch kaum noch möglich sein. Nach der Landung ist vor der Landung. Es war eine spektakuläre Landung, die Philae am 12. November 2014 hinlegte: 

Pünktlich wie geplant setzte er um 16.34 Uhr mitteleuropäischer Zeit auf dem Kometen auf, nachdem er mit Schrittgeschwindigkeit aus 22 Kilometern Höhe in Richtung Churyumov-Gerasimenko herabgesunken war. Doch die Daten, die im Lander Control Center ankamen, zeigten dem DLR-Team schnell: Philae war schon wieder unterwegs.

"Die Solarpaneele, die an den Außenseiten des Landers sitzen, zeigten in den Energiekurven deutliche Schwankungen - Philae musste sich also noch drehen und konnte nicht fest auf dem Boden stehen", erklärt DLR-Projektleiter Dr. Stephan Ulamec.

Fieberhaft werteten die Wissenschaftler in ihren Teams die frischen Daten unter anderem der Messungen von MUPUS und ROMAP aus und konnten schließlich bestätigen: Lander Philae steht nicht mehr auf der Kometenoberfläche, sondern befindet sich wieder im Flug. In 500 Millionen Kilometer Entfernung von der Erde hatte der Lander seinen sorgfältig ausgewählten Landeplatz Agilkia also nur kurz berührt und dann wieder verlassen.

Schattige Stelle am Kraterrand

Erst um 18.32 Uhr mitteleuropäischer Zeit setzte er nach einer weiteren Zwischenlandung endgültig auf - und steht seitdem schattig und in der Nähe eines Kraterrands auf dem Kopf des Kometen, dicht an der Nähe des Kometen-Äquators. Zumindest einen Namen hat der Standort von Philae mittlerweile erhalten: Die finale Landestelle wurde nach der antiken ägyptischen Stadt Abydos benannt. Die ESA hatte zusammen mit dem DLR, der französischen Raumfahrtagentur CNES und der italienischen Raumfahrtagentur ASI einen internationalen Wettbewerb zur Namensfindung durchgeführt.

Dabei wurde für die ursprüngliche Landestelle vom Lander Steering Committee der Name "Agilkia" ausgewählt. Der Name "Abydos" machte damals nicht das Rennen und kam nur auf den zweiten Rang. Nun, mit einem weiteren, finalen Landeplatz, kommt der Namensvorschlag doch zum Zug. Abydos ist nicht nur als antike Nekropole bekannt, sondern hat mit ungewöhnlich geformten Hieroglyphen auch für unterhaltsame Spekulationen gesorgt: In einer Inschrift sind Hieroglyphen zu sehen, die einem Hubschrauber und einem U-Boot ähneln. Suche nach der Nadel im Heuhaufen

Mit dem Instrument CONSERT grenzten die Wissenschaftler den finalen Standort von Philae immerhin auf ein Gebiet von etwa 350 mal 30 Metern ein. Die exakte Position konnte jedoch noch nicht ermittelt werden. Auf den Aufnahmen der OSIRIS-Kamera aus 20 und 30 Kilometern Entfernung zeigte sich der Lander nicht.

Vor allem während der Kometentage, während der Lander von der Sonne 1,3 Stunden angestrahlt wurde, richteten die Wissenschaftler ihre Kamera immer wieder auf das Landegebiet aus. Doch der gerade kühlschrankgroße Lander Philae würde nur einen Durchmesser von drei Pixeln auf den Aufnahmen haben - es ist eine Suche nach der Nadel im Heuhaufen. Am 14. Februar 2015 wird sich die Rosetta-Muttersonde zwar in einem Vorbeiflug dem Kometen auf nur noch sechs Kilometer annähern, doch verläuft die Flugbahn über die dem Lander abgewandte Kometenseite.

Auch in Zukunft soll die Flugbahn des Orbiters nicht für die Suche nach Philae abgeändert werden, sondern nur die Ausrichtung der Kamera angepasst werden, wenn das Landegebiet in Sicht ist und die wissenschaftliche Arbeit dies gestattet, sagt Dr. Matt Taylor, Rosetta-Projektwissenschaftler bei der ESA.

Energieschub für die Kommunikation

Die erste Chance auf einen Kontakt mit Philae erwartet das Philae-Team im Lander Control Center nicht vor Ende März: "Der Lander benötigt zusätzliche Energie, die erst durch die Annäherung von Tschurjumow-Gerasimenko an die Sonne entsteht."

Zudem muss in exakt diesem Zeitraum der aus dem ESOC in Darmstadt gesteuerte Rosetta-Orbiter über Abydos fliegen, damit die Kommunikation mit Philae möglich ist. Erst wenn diese Bedingungen gegeben sind, wird am Orbiter die Kommunikationseinheit aktiviert, die mit Philae Kontakt aufnehmen kann. Wird Philae wach, ist er darauf programmiert, in regelmäßigen Abständen nach dem Orbiter zu lauschen und ein Signal zu senden. 17 Watt benötigt das Landegerät dafür, aufzuwachen und ein Lebenszeichen zu funken.

Voraussetzung ist zudem eine Betriebstemperatur der Lander-Elektronik von nicht weniger als minus 40 Grad Celsius. "Wir hoffen, dass Philae bis dahin seinen Winterschlaf bei niedrigen Temperaturen gut übersteht", sagt Projektleiter Dr. Stephan Ulamec.

An seinem ursprünglichen Landeplatz hätte Philae immerhin 6,5 Stunden lang pro Kometentag in Sonnenlicht baden und seine Batterien schneller aufladen können. Allerdings wäre er dann wahrscheinlich auch schon im März überhitzt und hätte somit nicht mehr arbeiten können.

Nun ist die Nähe zur Sonne gut für Philae an seinem schattigen Standort, weil nicht nur die Temperatur betriebsfreundlicher wird, sondern auch die Stärke der Sonnenstrahlung zunimmt und die Solarzellen des Landers mehr Strom generieren.

 Aufwachen in mehreren Schritten

Geht Philaes Rückmeldung aus dem All ein, wird das Missionsteam dennoch erst einmal Geduld beweisen müssen:

 Es könnte mehrere Wochen dauern, bis der Lander nach dem ersten Aufwachen ausreichend Energie erhält, um nicht nur erste Kommandos auszuführen, sondern auch mit dem Aufladen der Batterie zu beginnen.

Im Sommer hätte er dann voraussichtlich genug Energie gespeichert, um über mehrere Stunden hinweg die Instrumente einzusetzen.

"Wie lange dies möglich sein wird, hängt natürlich auch davon ab, wie energieaufwendig die Experimente sind." Bereits jetzt diskutiert und plant das Lander-Team aus Ingenieuren und Wissenschaftlern, welche Instrumente für welche Messungen eingesetzt werden sollten. "Temperaturmessungen, Fotos oder das Instrument COSAC im Schnüffelmodus verbrauchen wenig Energie, der Einsatz eines Bohrers natürlich deutlich mehr."

Kontakte:

Manuela Braun
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
Kommunikation
Manuela.Braun@DLR.de

Zur Verfügung gestellt wurde dieser Text mit freundlicher Unterstützung vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. und ist zuerst auf der Seite des DLR erschienen.