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Wissen & Umwelt

Spurensuche in den Tiefen des Alls

Vor einem Jahr landete der Forschungsroboter Philae auf dem Kometen 67P/Tschuryumov-Gerassimenko. Und verschwand aus dem Blickfeld der Kameras. Bald soll die Suche nach ihm beginnen.

Seit drei Monaten entfernt sich 67P/Tschuryumow-Gerassimenko, auch Tschuri genannt, wieder von der Sonne. Gut möglich, dass seine Aktivität bald so weit nachgelassen hat, dass sich das Mutterschiff Rosetta wieder so nahe an den Kometen heranwagen darf, dass es den kleinen Landeroboter Philae wieder hören und vielleicht sogar sehen kann.

"Es gibt keine Bilder, auf denen man erkennen kann: Das ist Philae, dort ist er", bedauert Frank Scholten vom DLR-Institut für Planetenforschung in Berlin Adlershof. "Aus Messungen und Berechnungen können wir auf etwa 50 Meter genau eingrenzen, wo sich Philae befindet. Aber wir können es nicht mit Bildern belegen. Es gibt Indizien, einzelne helle Pixel in den Bildern. Aber das reicht nicht aus, um sich ganz sicher zu sein."

Ein hilfreicher Zwilling im Computer

Tausende detailreiche Aufnahmen haben Frank Scholten und Frank Preusker vom DLR-Institut für Planetenforschung in Berlin-Adlershof miteinander kombiniert - und aus den Daten ein globales Geländemodell von Tschuri entwickelt. Es kann Strukturen auf dessen Oberfläche zeigen, die nur wenige Meter groß sind und einige Dezimeter hoch. Mit diesem Modell konnten die Forscher unter anderem die Beleuchtungsverhältnisse an Philaes Landeplatz simulieren. Und feststellen: In den ersten Monaten des kommenden Jahres gibt es dort genügend Licht, um nach Philae zu suchen.

Rosetta Aufnahme vom Komet Tschuri

Tschuri, fotografiert von der Sonde Rosetta aus 171 Kilometern Entfernung

"Ich würde mal sagen: Wir haben eine fifty-fifty-Chance," schätzt Frank Scholten. "Natürlich kann immer etwas passieren, wir haben sehr empfindliche Instrumente und Technik an Bord. Aber den einen oder anderen Euro würde ich schon darauf wetten, dass wir Philae noch in hochauflösenden Bildern sehen werden."

Wer weiß - vielleicht wird es sogar gelingen, den abgebrochenen Funkkontakt wieder aufzunehmen. Rund sieben Monate nachdem Philae seine Messungen auf dem Kometen gemacht hatte und seine Batterien leer waren, meldete sich der kleine Roboter wieder zurück. Mehrmals hatte das Kontrollzentrum zu ihm Kontakt, allerdings nie lange genug, um neue Forschungsaufgaben zu schicken.

Es bleibt weiterhin spannend

Philaes Rufe kamen zu einer ungünstigen Zeit. Damals flog Komet Tschuri der Sonne entgegen und erwärmte sich. Nach dem kleinen Roboter zu suchen war viel zu riskant. Zudem standen andere, wichtigere Aufgaben auf dem Programm. Die Raumsonde Rosetta sollte im Detail untersuchen, wie sich der Komet erwärmt und dessen Aktivität immer mehr zunimmt. Dieses wichtiges Missionsziel hat die Raumsonde mittlerweile erfüllt.

Im Januar soll sie wieder näher an den Kometen heranfliegen und nach Philae Ausschau halten. Bis es soweit ist, wollen die Berliner Forscher weitere Geheimnisse von Tschuri lüften. Und Philaes ersten Kontakt mit der Kometenoberfläche auf den Zentimeter genau rekonstruieren - ein touch down 500 Millionen Kilometer von der Erde entfernt!

Nur wenn die Forscher wissen: Wie ist Philae gelandet? Wo genau ist er aufgeschlagen? In welcher Haltung und Ausrichtung haben die Füße den Boden berührt? Nur wenn sie all das wissen, können sie die Informationen der einzelnen Instrumente richtig einordnen.

Kosmische Detektivarbeit

Dazu helfen die Berliner Forscher, alle Messdaten, die sie von Philaes und Rosettas Instrumenten haben, zu einem Bild zusammenzufügen, wie Puzzlesteine eines Mosaiks.

Die Berliner Kamera ROLIS hat beim Anflug auf den Kometen hochaufgelöste Bilder aufgenommen. Die spielen eine zentrale Rolle bei der kosmischen Detektivarbeit. Sie liefern die Daten für ein erstes Geländemodell der Stelle, an der Philae zum ersten Mal Bodenkontakt mit Tschuri hatte. Damit können die Forscher nun Strukturen, die nur wenige Zentimeter messen, dreidimensional aus allen Richtungen sehen. Und diverse Landeszenarien simulieren.

Sonde Rosetta mit Mini-Labor Philae

Hier waren sie noch zusammen: Die Sonde Rosetta und der Lander Philae (unten rechts)

Aus den ROLIS-Bildern können die Forscher auch Philaes Drehung beim Anflug auf den Kometen ermitteln. Aufnahmen von Rosetta aus dem Orbit zeigen kleine Krater, die Philaes Füße auf der Oberfläche nach dem touch down hinterlassen haben. Daraus lassen sich Schlüsse ziehen: Wie war Philaes Position bei der Landung? Wo und wie standen seine Beine? Und Beschleunigungsmesser in Philaes Füßen haben beim Aufsetzen Eigenschaften des Bodens untersucht.

Der lange Weg zur Erkenntnis

Aus all diesen Informationen können die Forscher dann mit Hilfe ihres Geländemodells vom Landeplatz die Beschaffenheit der Kometenoberfläche an diesem Ort ermitteln. Tschuri ist eine exotische Welt, ganz anders beschaffen als Himmelskörper wie Erde, Mond oder Mars.

"Auf den Bildern sind Strukturen zu erkennen", erklärt Frank Scholten, "die für uns erst mal aussehen wie Steine. Aber man darf nicht vergessen: Es ist eine eisige Oberfläche mit Staubanteilen und organischem Material. Bis jetzt weiß niemand genau: Ist diese Struktur, die wir dort sehen, so etwas wie relativ hartes Eis? Oder ist es eventuell auch nur eine ganz fluffige Struktur? Im Extremfall so etwas wie Zigarettenasche, die bei leichter Berührung auseinander fällt. Insgesamt ist Tschuri ja ein Komet mit einer Dichte, die der Hälfte von Wasser entspricht. Das ist in etwa wie ein feuchter Schwamm - und kein felsiges Material, wie man es aus den Bildern eigentlich erwarten könnte."

Die Detektivarbeit der "2Franks", wie die Forscher von Kollegen genannt werden, wird auch helfen, besser zu verstehen: Wie hat sich Philae nach dem ersten Aufsetzen auf Tschuris Oberfläche weiter bewegt? Wegen der extrem geringen Schwerkraft des Kometen hat schon die winzigste Änderung von Anflugparametern wie Geschwindigkeit oder Neigung zur Oberfläche enorme Folgen.

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