Der 6. August 2014 war ein aufregender Tag. Die europäische Raumsonde Rosetta hat ihr Ziel, den Kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko, erreicht. Ich habe davon live aus dem Satellitenkontrollzentrum ESOC berichtet. Seit gestern wurden jede Menge neue Bilder und Daten veröffentlicht und es ist Zeit, mal einen geordneten Blick auf die Mission zu werfen und nachzusehen, was nun eigentlich genau geschehen ist und was in Zukunft geschehen wird.
Zur Einstimmung könnt ihr euch zuerst dieses Video mit den Highlights des gestrigen Tages ansehen:
Die Geschichte von Rosetta hat schon im Jahr 2004 begonnen. Eigentlich schon viel früher, aber damals flog die Raumsonde mit einer Rakete ins All und machte sich auf den Weg zum weit entfernten Kometen. Man wollte erstmals einen Kometen auf seinem Weg zur Sonne begleiten und zusehen, wie er langsam immer aktiver wird und immer mehr Gas und Staub ins Weltall pustet. Außerdem wollte man auf dem Kometenkern landen und ihn unmittelbar vor Ort untersuchen. Also durfte man nicht warten, bis er in der Nähe der Erde vorbei kommt, sondern musste ihm entgegen fliegen, bis weit hinaus hinter die Bahn des Mars, wo 67P/Churyumov-Gerasimenko noch weitestgehend durchgefroren und sein Eis nicht aufgetaut ist. Wie dieser lange Weg ausgesehen hat und was in der Zwischenzeit alles passiert ist, habe ich schon früher ausführlich erklärt.
Am 20. Januar 2014 ist Rosetta dann aus ihrer langen Hibernationsphase erwacht und seitdem wurde die Mission richtig spannend. Komet und Sonde kamen sich immer näher und in einer Reihe von Manövern musste die Geschwindigkeit von Rosetta an die Geschwindigkeit des Kometen angepasst werden. Die großen Geschwindigkeitsänderungen sind alle schon im Mai und im Juni erfolgt. Das, was gestern so viel Aufsehen hervor gerufen hat, war eigentlich nicht mehr weiter bemerkenswert. Es war nur noch ein sehr kurzes Manöver bei der die Geschwindigkeit von Rosetta nur noch um einen Meter pro Sekunde geändert worden ist. Aber es war eben auch das Manöver, mit dem die Raumsonde nach mehr als 10 Jahren Flug „offiziell“ beim Kometen angekommen ist. Nun befindet sie sich knapp 100 Kilometer vom Kern des Kometen enfternt. Allerdings noch nicht in einer echten Umlaufbahn: Die Sonde fliegt vor dem Kometen her und gemeinsam mit ihm um die Sonne. In den nächsten Tagen und Wochen werden weitere kleine Manöver erfolgen, bei denen die Bahn von Rosetta angepasst und näher an den Kometen gerückt wird. Währenddessen wird man den 4-5 Kilometer großen Kern genau vermessen und seine Masse bestimmen. Dann weiß man auch, welche Umlaufbahn optimal ist und kann die Sonde so steuern, dass sie den Kometen in nur noch 10 Kilometern tatsächlich umkreist.
Wie der bisherige Anflug aus der Sicht der Raumsonde ausgesehen hat, zeigt diese schöne Animation:
Eine Frage, die mir in den letzten Tagen sehr oft gestellt wurde, lautet: „Kann Rosetta denn überhaupt einen so kleinen Kometen umkreisen oder ist dessen Gravitationskraft nicht viel zu schwach?“. Nun, die Frage hängt nicht so sehr von der Masse des Objekts ab. Prinzipiell kann alles alles umkreisen. Die Gravitationskraft hört ja nicht einfach irgendwo auf; jedes Objekt mit Masse übt auf jedes andere Objekt mit Masse eine Gravitationskraft aus. Und natürlich kann eine Raumsonde auch einen Kometen umkreisen – es kommt dabei auf den Abstand an und eventuell vorhandene andere Himmelskörper, deren Anziehungskraft stärker ist als die des Kometen. Die Grenze, innerhalb derer ein Körper einen anderen umkreisen kann heißt „Hill-Sphäre“ und ich habe sie schon früher anhand der Frage „Kann ein Astronaut das Space-Shuttle umkreisen?“ erklärt.
Wenn Rosetta dann dem Kometen so nahe gerückt ist, wie möglich, wird sie auch dessen Oberfläche nochmal genau kartografieren und nach einem geeigneten Landeplatz für Philae suchen. Denn der nächste Höhepunkt der Mission steht schon auf dem Programm: Im November wird Rosetta die Landeeinheit auf die Oberfläche des Kometen schicken wo Philae chemische Untersuchungen anstellen und sogar 23 Zentimeter tief in den Boden bohren wird! Aus dem Orbit wird Rosetta mit 11 Instrumenten den Kometen so gut untersuchen wie noch kein Komet untersucht worden ist. Man wird dabei zusehen, wie immer mehr Gas und Staub ins All entkommt (ein bisschen was passiert ja schon), die Entstehung von Koma und Kometenschweif betrachten und jede Menge mehr lernen.
Und natürlich Bilder machen. Die ersten Bilder, auf denen der Komet mehr ist als nur ein Lichtpunkt, haben wir ja schon im Juli gesehen. Und dabei überraschenderweise entdeckt, dass der Kern aus zwei Komponenten zu bestehen scheint. In den Wochen danach gab es immer bessere Aufnahmen bis dann gestern beim Rendezvous das bisher detailreichste Bild präsentiert worden ist (das aber schon am 3. August aufgenommen wurde):
Richtig beeindruckend waren dann aber die Nahaufnahmen, die gestern Nachmittag gezeigt wurden. Das erste Mal können wir echte Landschaften auf der Oberfläche eines Kometen beobachten. Zum Beispiel diese hier:
Diese Aufnahme wurde aus einer Entfernung von nur 130 Kilometern aufgenommen und hat eine Auflösung von 2,4 Metern pro Pixel. Die Felsbrocken, die man in der Mitte des Bildfelds sieht, sind ungefähr so groß wie ein Haus. Noch näher, aus 120 Kilometern Entfernung mit 2,2 Metern pro Pixel Auflösung, ist dieses Bild entstanden, das die Übergangsregion zwischen den beiden Kometenteilen zeigt:
Und wenn Rosetta in den nächsten Wochen dem Kometen noch näher kommt, werden die Bilder NOCH mehr Details zeigen. Schließlich werden wir die Oberfläche dann auch direkt aus der Nähe sehen: Wenn Philae landet, wissen wir endlich, wie es aussieht, wenn man auf einem Kometen stehen würde…
Dann wird es noch einmal spannend werden und es werden sich wieder Wissenschaftler und Medien bei der ESA in Darmstadt versammeln um dabei zuzusehen, ob auch dieser Teil der Mission erfolgreich verlaufen wird. Und wer die ganze Aufregung gestern verpasst hat, kann sich alles hier noch einmal ansehen:
Mehr zu den ersten wissenschaftlichen Ergebnissen und den geplanten nächsten Schritten der Mission (zum Beispiel der Suche nach einem Landeplatz) findet ihr in dieser Aufzeichnung der gestrigen Pressekonferenz:
Ich werde auf jeden Fall weiter über die aufregende Reise von Rosetta berichten und hoffe, auch im November wieder im Satellitenkontrollzentrum in Darmstadt zusehen zu können, wenn es wieder so spannend wird, wie es gestern war!
Mal eine Frage vom Laien. Woher kommt eigentlich der Name 67P/Churyumov-Gerasimenko? Wie sich der ursprüngliche Name 1969 R1 herleitet, hast du schon mal erklärt. Und dass Churyumov und Gerasimenko die Entdecker sind, habe ich auch verstanden. Aber 67P?
@AP Das P steht für einen kurzperiodischen Kometen. Und diese bekommen eine fortlaufende Nummer. 67P ist also der 67. kurzperiodische Komet, der entdeckt wurde. Der Halleysche Komet bspw. trägt die Nummer 1P.
@AP
Weil es der 67. bis dato (1969) entdecktem kurzperiodische Komet war:
https://blogs.esa.int/rosetta/2014/06/27/the-naming-of-comets/
Dieses Bennenungsschema benutzt man inzwischen nicht mehr. Heutztage hätte man ihn P/1969 Rn genannt (n = durchlaufende der Nummer der in einer Monatshälfte entdeckten Kometen)
Etwas OT aber man sieht auf den Bildschirmen, dass die wohl Unixbasierte Systeme verwenden. Weiss da jemand mehr, was bei der esa zum Einsatz kommt, wer/wo/was da entwickelt? Als Informatiker hat man da natürlich auch ein Auge drauf 🙂
Hm, das Wort „Kreis“ in „umkreisen“ kann man hier aber nicht wörtlich nehmen, oder? Würde mich wundern, wenn der Orbit bei einem so unregelmäßigen Klumpen tatsächlich kreisförmig wäre. 😉
@Bjoern: also ich würde von einer leicht elliptischen Bahn ausgehen so dass man im allgemeinen Sprachgebrauch durchaus von „umkreisen“ sprechen kann. Und strenggenommen kreisen *beide* Körper um das sogenannte Baryzentrum, d.h. ihren gemeinsamen Schwerpunkt (durch den enormen Größen- bzw. Massenunterschied wird das aber keine Rolle spielen).
Bei diesen Nahaufnahmen kommt die Quietsche-Enten-Form (leider) nicht mehr so zum tragen.
Im Moment scheint die Aktivität ja noch nicht so groß zu sein, oder warum sieht man keine Coma?
Ist das die Originalfarbe oder sind das Schwarz-Weiß-Bilder?
Einen großen Unterschied zu einem Asteroiden ist jetzt ehrlich gesagt für mich auch nicht zu erkennen.
@BerndB: „Im Moment scheint die Aktivität ja noch nicht so groß zu sein, oder warum sieht man keine Coma?“
Man sieht schon Aktivität, aber nicht auf diesen Bildern. Da brauchts andere Kameras und sie haben Bilder gezeigt. Müssen irgendwo beim Pressekonferenz-Video auftauchen.
Eine Frage bewegt mich im Zusammenhang mit Kometen: Die Objekte sind sehr alt und recht klein – bei jeder Sonnenannäherung verströmen sie Gas- und Staubpartikel. Warum haben sich die kleinen Dinger im Laufe der langen Jahrmilliarden nicht schon völlig aufgelöst
@Peter: „Warum haben sich die kleinen Dinger im Laufe der langen Jahrmilliarden nicht schon völlig aufgelöst“
Tun sie auch. ISON zum Beispiel ist Ende 2013 verschwunden. Aber die meisten kommen eben der Sonne nicht oft genug nahe damit ihnen was passieren kann.
@BerndB
Da sieht man die Coma: https://www.spaceflightnow.com/rosetta/140806photos/03_600601.jpg
Und hier: https://www.spaceflightnow.com/rosetta/140806photos/07_600527.jpg
Man ist natürlich bewusst zu einer Zeit auf dem Kometen gelandet, für die man nicht mit nennenswerter Aktivität rechnete, erstens, weil man den Beginn der Aktivität aus der Nähe beobachten will und zweitens, damit man den Lander Philae nicht etwa gegen ausgestoßene Jets manövrieren muss.
Die Bilder dürften Schwarz-Weiß sein. Die Sonde hat keine Farbkameras, sondern muss Farbbilder aus mehreren Schwarz-Weiß-Aufnahmen durch verschiedene Filter (die Kamera hat 12 Stück davon alleine im Tele-Bereich, drei davon sind Rot-Grün-Blau) zusammensetzen. Da man vermutlich am Tage der Ankunft zum Pressevent nicht dreimal das gleiche Schwarz-Weiß-Bild übertragen möchte (die Datenrate dürfte ja relativ gering sein), hat man mutmaßlich lieber drei verschiedene Aufnahmen übertragen, als die Daten für eine einzelne Farbaufnahme. Der Komet dürfte auch nicht besonders bunt sein.
Wenn man sich mal die „Krater“ anschaut, die sehen ganz anders als auf Asteroiden aus und die Strukturen sind insgesamt schroffer. Der Komet verliert ja bei jedem Sonnenumlauf Material und die Oberfläche wird wegerodiert. Bei Asteroiden wird hingegen das Material mit der Zeit nur vom Sonnenwind kleingebröselt und es entsteht „Regolith“, eine Art Pulver, die sich auf dem Asteroiden verteilen kann. Daher haben Asteroiden weichere Formen.
@Michael Wölk: „also ich würde von einer leicht elliptischen Bahn ausgehen“
Warum? Bei so einem unregelmäßigen Körper würde ich auch eine sehr unregelmäßige Bahn erwarten, wahrscheinlich sogar eine, die bei jedem Umlauf jeweils anders aussieht (also nicht in sich geschlossen ist).
Gibt es auch … wie drücke ich das aus, Kometen, die das Schweifbilden überwunden haben, weil keine Gase mehr vorhanden, und wie nennt man diese?
@Peter
Weil sie sich nicht schon so lange im inneren Sonnensystem aufhalten. Sie machen sich dann aus der Oort-Wolke auf den Weg nach innen, wenn ein vorbeiziehender Stern ihnen einen entsprechenden Impuls gibt. Dann befinden sie sich zunächst auf einer langperiodischen Bahn mit Millionen Jahren Umlaufzeit und kommen der Sonne nur selten nahe (bei ISON reichte allerdings ein sehr naher Vorbeiflug an der Sonne, und das war’s für ihn). Wenn sie dann jedoch von einem Planeten nochmals abgelenkt werden, können sie auf einer kurzperiodischen Bahn von weniger als 100 Jahren enden, und dann überleben sie (je nach größter Annäherung an die Sonne) nur noch eine kurze Zeit.
@Theres
Asteroid?
@Theres: Die Grenze zwischen Asteroiden und Kometen sind fließend. Es gibt zum Beispiel auch „aktive Asteroiden“: https://scienceblogs.de/astrodicticum-simplex/2013/11/12/der-aktive-asteroid-mit-dem-sechsfachen-schweif/
@Alderamin
Es steht in Wiki, lol, daran hätte ich denken können.
Ich dachte, die Ausreißer der beiden Gürtel würden strikter unterschieden und es käme zu einem Kometoriden oder so ähnlich …
@Theres
Im allgemeinen weiß man ja nicht viel über so ein Objekt. Ob es mal ein Komet war, zeigt sich höchstens, wenn noch ein bisschen was ausgast. Es ist schon mehrfach vorgekommen, dass ein putativer Asteroid sich plötzlich als vormals inaktiver Komet erwies.
Bestenfalls anhand der Umlaufbahn wäre so ein Objekt auffällig. Die Tatsache, dass es anscheinend nicht sehr viele Asteroiden mit stark elliptischen Umlaufbahnen gibt, aber eine Menge Sternschnuppenschwärme, die die Erdbahn kreuzen (und wie viele mehr muss es noch geben, die das nicht tun!) scheint mir darauf hinzudeuten, dass auch inaktive Kometen sich früher oder später unter Sonnenbestrahlung ziemlich vollständig auflösen.
Wir müssen Florian aber für das nächste mal ein paar Zusatzakkus für den Laptop spendieren.
@Alderamin
@Florian
Danke schön …. Das beantwortet meine Frage doch umfassend.
@Christian Berger
Einmal kurz Crowdfunding? Die Idee ist jedenfalls gut!
Es gibt neue NAVCAM-Bilder (sollen weiterhin jeden Tag gegen 15 Uhr folgen).
https://blogs.esa.int/rosetta/2014/08/07/cometwatch-5-6-august/
Wir leben in kuriosen Zeiten. Einseits so großartige Missionen, zum erstenmal sieht die Menschheit einen Komet in dieser Detailfülle. In wenigen Monaten, wenn alles gut geht, werden wir zum erstenmal sehen wie es aussähe, wenn man auf einem Kometen steht. Und viele neue Dinge erfahren.
Hier auf der Erde haben wir zur Zeit schlimme Konflikte, Gaza, Irak, Ukraine. Auseinandersetzungen wie vor tausenden Jahren, als ob die Menschheit nichts dazu gelernt hätte.
Beide Eindrücke unter einen Hut zu bringen fällt gar nicht so einfach.
Danke für die Antworten. Das man um die Coma aktuell zu sehen derart überbelichten muss war mir nicht klar. Ich hab halt an die Aufnahmen von Halley und Temple 1 gedacht.
Also wird es vermutlich in Zukunft doch noch das ein oder andere „Farbbild“ geben.
Ich hab mir jetzt auch nochmal das Bild von Florian angesehen, auf dem alle bisher besuchten Asteroiden abgebildet sind. Tatsächlich kann man erkennen, dass die Kometen schroffer sind und nicht so mit Kratern übersäht.
@tommy: Stell dir mal 100 Jahre zurück vor. Da gab es den ersten Weltkrieg und gleichzeitig wurde die Quantenphysik und die Relativitätstheorie entdeckt.
Wie groß ist denn die Eigenrotationsgeschwindigkeit des Kometen?
Ah, gerade doch noch selber gefunden: ca. 12 Stunden. 🙂
Wissenschaftlich und Technisch gesehen ist es eine so aufregende, spannende und coole Zeit in der wir leben! Vielen Dank für die tolle Berichterstattung Florian! Aber wurde einiges von der Mission nicht schon 1999 mit der Raumsonde NEAR (near earth asteroide) gemacht? Z.B. die Annäherung an einen Asteroiden („Eros“) und am Schluss (als ungeplante Zugabe sozusagen) die Landung der Sonde auf der Oberfläche und schließlich die vielen Daten zur besseren Unterscheidung zwischen Asteroiden und Kometen?
„Prinzipiell kann alles alles umkreisen.“ Dazu muss ich doch noch meinen Lieblings Al Bundy-Spruch loswerden (auch wenn das soo niveaulos ist): „Heute kam eine Frau in den Schuhladen, die so fett war, dass drei kleinere Frauen sie in Umlaufbahnen umkreisten.“
Dieser Krater am Kopfteil des Kometen, ist aber wirklich schon am Limit denke ich. Viel größer dürfte der nicht mehr sein sodaß der Kopfteil das „überlebt“
@Tommy
Geht mir auch so. Die Mission hält die Hoffnung aufrecht, dass die Menschheit noch nicht komplett verblödet ist 😉
@BerndB
Die sind auch ruhig, weiter draußen. Wart’s ab, der Komet wird noch viel aktiver werden, wenn er der Sonne näher kommt.
@Bjoern (#10): ich bin leider auch nur ein Laie, aber wenn ich die Physik hinter Umlaufbahnen richtig verstanden habe, kreisen Objekte immer um den gemeinsamen Schwerpunkt – und dieser befindet sich an einem fest definierbaren Punkt (auch bei sehr unregelmässigen Objekten).
In Bezug auf den Asteroiden bedeutet dies, dass die Form dessen haupsächlich festlegt, wie weit Rosetta entfernt sein muss um nicht mit ihm zu kollidieren. Umlaufbahnen (bei Zweikörpersystemen) sind generell immer Kegelschnitte; also Kreise, Ellipsen, Parabeln usw., und bei von Menschen geplanten Bahnen würde ich in den meisten Fällen von einer fast kreisförmigen Ellipse ausgehen.
Aber wie gesagt, ich bin nur ein Laie, also bitte korrigieren falls ich hier Blödsinn rede! 🙂
@Michael Wölk
Wenn man eng um einen unregelmäßig geformten Körper kreist, beeinflusst dies sehr wohl die Umlaufbahn. So kann man an der Bahn von Satelliten die genaue Erdform vermessen oder Verdichtungen unter der Mondoberfläche ermitteln. Nur Kugeln und (theoretische) Punktmassen haben als Umlaufbahnen schöne Kegelschnitte. Und alle Objekte in größerer Entfernung.
@Alderamin: danke, wieder was gelernt! Wie nahe müsste Rosetta dem Asteroiden kommen bevor die Umlaufbahn sich so weit geändert hat dass man nicht mehr von einer Ellipse oder einem Kreis sprechen kann?
@Michael Wölk
Keine Ahnung, das wird man wohl bei der unregelmäßigen Form nur durch Simulation ermitteln können. Auf den ersten Blick elliptisch wird die Bahn wohl auch in geringer Entfernung sein, sie wird nur ein paar „Beulen“ haben und sich „verdrehen“ (die Ebene und die Richtung des Periastrons ändern und somit eine Spirale bilden). Kommt natürlich auch darauf an, ob Rosetta die lange oder eine kurze Achse umkreist.
@Florian @Alderamin – Herzlichen Dank für Eure Hinweise!
[…] haben ja gerade erst ein höchst aufregendes Raumfahrt-Rendezvous mit einem Kometen hinter uns und im November wird es noch aufregender, wenn die Landung auf diesem Kometen […]
Ist die Auflösung der Kameras eigentlich hoch genug, um Philae später auf der Oberfläche des Kometen sitzen sehen zu können, oder beim Abstieg zu beobachten? Möglicherweise sogar mehr als nur ein dunkler Pixel im Bild?
Hier ist einmal ein beeindruckender Größenvergleich des Kometen. Auf den Fotos alleine unterschätzt man die Dimensionen sehr leicht.
https://twitter.com/Sterne_Weltraum/status/501599916276609024
Hoffentlich funktioniert der Link.
Oh… wow o_O
Ist tatsächlich um ein Vielfaches größer, als ich eingeschätzt hatte. Danke für den Link ^_^
Eine faszinierende Mission die revolutionierende Erkenntnisse verspricht.
„Geht mir auch so. Die Mission hält die Hoffnung aufrecht, dass die Menschheit noch nicht komplett verblödet ist“
@Dampier: Diese Hoffnung hatte ich auch, bis ich gestern auf U-Rohr darüber gestolpert bin, daß einige „Spezialisten“ schon wieder schlauer sind als alle anderen und Alien-Bauwerke auf dem Kometen ausgemacht haben, die von der ESA und der NASA natürlich verschleiert werden.
Link spare ich mir wegen der Moderation, kann jeder problemlos auch so finden…
@Findelkind: das Filmchen hab ich vor einer Woche auf YT entdeckt.
Der Inhaber des Kanals hat die Fotos angeblich von einem ESA Whistleblower bekommen, die RAW Images konnte er bis jetzt noch immer nicht vorlegen … Er hat sie bestimmt nur „verlegt“! 😉
Der ultimative Beweis für die Authentizät der Bilder liegt (seiner Meinung nach) in den EXIF Daten.
Klar, diese kann man ja auch kaum fälschen! 😀
Das halbe Jahr ist bald rum und jetzt kommen die spannenden Bilder 🙂 Und open access Papers 🙂
https://www.planetary.org/blogs/emily-lakdawalla/2015/01260947-rosetta-science-results.html