Komet 67P: Ziel der Rosetta-Mission

Komet 67P/Churyumov-Gerasimenko von Rosetta Spacecraft gesehen

Der Komet 67P/Churyumov-Gerasimenko ist hier auf einem Bild zu sehen, das von der Raumsonde Rosetta aufgenommen wurde. Der Lander Philae der Mission schlug mit einem großen Sprung auf die Oberfläche auf und zeigte, dass die Oberfläche des Kometen hart ist. (Bildnachweis: ESA / Rosetta / NAVCAM)





Der Komet 67P/Churyumov-Gerasimenko ist ein kleiner Körper, der 2014 von zwei Raumfahrzeugen besucht wurde: dem Rosetta-Orbiter und dem Philae-Lander. Die Mission der Europäischen Weltraumorganisation – allgemein als Rosetta bezeichnet – war die erste, die den Kometen umfassend beobachtete.

Die Mission fand während der Umlaufbahn von 67P statt, die es der Sonne am nächsten annäherte. Das Ziel von Rosetta war es, die Veränderungen des Kometen zu untersuchen, als 67P näher kam. Im Allgemeinen neigen Sonnenpartikel und Wärme dazu, die Aktivität auf Kometen zu erhöhen. Sie emittieren mehr Gas und Staub und sind in einigen Fällen sogar von der Erde aus sichtbar, wenn sie aktiver werden.

Studien zu 67P sollen Astronomen mehr über die Entstehung des frühen Sonnensystems beibringen. Kometen gelten als Überbleibsel aus der Zeit, als das Sonnensystem vor Milliarden von Jahren kaum mehr war als eine Ansammlung von felsigen und eisigen Objekten. Die meisten dieser Objekte wurden schließlich in die Planeten- oder Mondformation mitgerissen, aber es sind immer noch viele übrig geblieben.



Darüber hinaus hoffen Astronomen, besser vorhersagen zu können, wie sich Kometen verändern, wenn sie sich der Sonne nähern. Die Vorhersagen der Kometenhelligkeit sind notorisch unvorhersehbar. Ein aktuelles Beispiel dafür war der Komet ISON , der Ende 2013 und Anfang 2014 als prominenter Komet prognostiziert wurde. Stattdessen brach der Komet kurz nach dem Sonnendurchgang im November 2013 auf.

Entdeckung

Zwei ukrainische Astronomen, Klim Churyumov und Svetlana Gerasimenko, entdeckten 67P zum ersten Mal im Jahr 1969. Sie beobachteten es vom Institut für Astrophysik in Alma-Ata (heute Almaty), Kasachstan, nach Angaben der Europäische Weltraumorganisation .

Die Entdeckung sei rein zufällig erfolgt, fügte die ESA hinzu, während die Astronomen den Kometen 32P/Comas Solà jagten, der in den 1920er Jahren entdeckt wurde. Der Komet gilt als „periodisch“, das heißt, er läuft regelmäßig in das innere Sonnensystem. Damals benutzten Astronomen Fotoplatten, die mit einer lichtempfindlichen Emulsion bedeckt waren. Die Platten wurden nach jeder Beobachtungssitzung entwickelt; eine bestimmte war mangels Lösung unterentwickelt.



„Als Svetlana am 11. September eine dieser Platten verarbeitete, stellte sie fest, dass sie nicht viel Lösung für die Entwicklung der Platten hatte, beschloss jedoch, diese trotzdem zu verarbeiten, bevor sie eine neue Lösung zubereitete. Infolgedessen war diese Platte unterentwickelt“, schrieb die ESA. „Svetlana hätte den defekten Teller fast weggeworfen, aber sie hat es nicht getan. Immerhin war in der Mitte ein winziger Lichtfleck zu sehen, und sie dachten, es sei der Komet 32P/Comas Solà.'

Im nächsten Monat betrachteten die Astronomen die Platten und stellten fest, dass das bestimmte Bild 32P nicht zeigte, da es etwa zwei Grad entfernt war. Es war stattdessen ein neuer Komet, der nach seinen Entdeckern später 67P/Churyumov-Gerasimenko genannt wurde. Die beiden Astronomen waren 2015 noch aktiv, als Rosetta den Kometen erreichte.

Rosetta-Mission

Komet 67P war nicht die erste Wahl für Missionsplaner. Ursprünglich hatte die ESA einen Start im Jahr 2003 zum Ziel des Kometen 46P/Wirtanen angestrebt. Ein Raketenausfall zwang jedoch dazu, die Mission auf 2004 zu verschieben. Da die Umlaufbahn des ursprünglichen Ziels zu weit weg war, um die Mission zu erfüllen, änderten die Planer das Ziel 2003 auf 67P.



Rosetta startete am 2. März 2004 mit einer Ariane 5-Rakete. Um die Geschwindigkeit zu erhöhen, führte es mehrere Schleudermanöver (drei in der Nähe der Erde und eines in der Nähe des Mars) durch, bevor es weiter ins Sonnensystem schoss. In der Anfangsphase seiner Mission machte es Fernaufnahmen von Asteroiden und Kometen und untersuchte die Atmosphären von Venus und Mars.

Die Raumsonde wurde im Juni 2011 in den Winterschlaf versetzt und im Januar 2014 für die letzten Manöver zum Kometen wiederbelebt. Rosetta kam im August 2014 sicher an und setzte ihren Lander Philae im November 2014 ein.

Die Landung verlief nicht wie geplant . Philaes Harpunen wurden nicht ausgefahren, um sie an der Oberfläche zu befestigen. Der Lander trieb mehr als zwei Stunden lang und berührte regelmäßig die Oberfläche, bevor er auf der Seite zum Liegen kam. Der Lander ist zum Aufladen auf Sonnenkollektoren angewiesen, und in dieser Zone des Kometen gab es nicht genug Sonnenlicht, um ihn lange aktiv zu halten.

Philae verfügte jedoch über eine Notstrombatterie, die die Wissenschaft einige Tage lang am Laufen hielt. Der Lander blieb im Winterschlaf, bis er im Juni und Juli 2015 kurz mit dem Orbiter Kontakt hatte Komm zurück . Leider verstummte es nach einigen lückenhaften Meldungen des Landers wieder, vielleicht aufgrund eines Positionswechsels. Einen Monat vor dem Ende der Mission machte Rosetta ein Bild vom Grab des Landers.

'Diese wunderbare Nachricht bedeutet, dass wir jetzt über die fehlenden 'Ground-Truth'-Informationen verfügen, die erforderlich sind, um Philae's drei Tage Wissenschaft in den richtigen Kontext zu stellen, da wir jetzt wissen, wo sich dieser Boden tatsächlich befindet', sagte Matt Taylor, Rosetta-Projektwissenschaftler der ESA, in ein Stellungnahme .

Im September 2016 wurde der Rosetta-Orbiter beendete seine Mission durch den absichtlichen Aufprall auf den Kometen 67P mit einer Geschwindigkeit von etwa 3,2 km/h. Der kontrollierte Einschlag in der Ma'at-Region, dem 'Kopf' des gummientenförmigen Kometen, ermöglichte es ESA-Wissenschaftlern, zuvor aus der Ferne untersuchte Oberflächenmerkmale genauer zu betrachten und die Region des Kometen zu untersuchen wo der Phasenübergang zwischen Eis und Gas stattfindet.

'Ich kann den vollen Erfolg dieses historischen Abstiegs verkünden', sagte Patrick Martin, Rosetta-Missionsmanager, als er die Missionsoperationen für beendet erklärte. »Lebe wohl, Rosetta, du hast den Job erledigt. Das war reine Wissenschaft vom Feinsten.'

67P Wissenschaft

Bevor Rosetta den Kometen 67P erreichte, hatte er bereits begonnen, wissenschaftliche Ergebnisse zu liefern. Der Komet untersuchte 2008 zwei Asteroiden, bevor er in den Winterschlaf ging. Es beobachtete zuerst den winzigen Asteroiden Steins, der etwa 5 Kilometer breit ist. Zwei Jahre später enthüllte sie 2010 die komplexe Geologie des Asteroiden Lutetia.

Rosetta suchte von Anfang an nach einem möglichen Landeplatz für Philae. Obwohl die Raumsonde eher ein Türsteher als ein Lander war, konnte sie dennoch einige wissenschaftliche Informationen sammeln, einschließlich der wichtigen Entdeckung, dass der Komet organische Verbindungen auf seiner Oberfläche enthält – das erste Mal, dass ein solcher Fund auf einer solchen Art gemacht wurde ein Objekt, sagte Fabrizio Capaccioni, der Hauptermittler des VIRTIS-Instruments auf Rosetta. Organische Stoffe werden manchmal als Bausteine ​​des Lebens bezeichnet, obwohl ihre Anwesenheit nicht immer Leben signalisiert. (Die luftlose Umgebung von 67P ist lebensfeindlich, wie wir sie kennen.)

Das bisher größte wissenschaftliche Set stammt von a Schriftenreihe im Januar 2015 veröffentlicht .

Astronomen nennen Kometen normalerweise 'schmutzige Schneebälle', sagten jedoch in diesem Fall, dass es aufgrund seines Schmutz-zu-Eis-Verhältnisses besser wäre, 67P als 'schneebedeckten Staubball' zu bezeichnen. Dies zeigt, dass die Kometenzusammensetzung komplexer ist als bisher angenommen, sagte Alessandra Rotundi, die leitende Ermittlerin von Rosettas GIADA-Staubkornanalyseinstrument, in einer E-Mail an guesswhozoo.com damals.

Die Struktur von 67P deutet darauf hin, dass seine Bildung relativ sanft war, wobei viele kleine Objekte mit geringer Geschwindigkeit zusammenfielen. Anstatt mit hoher Geschwindigkeit zu einem einzigen massiven Objekt zu kollidieren, stießen sie langsam aneinander und bildeten einen Schutthaufen.

Die Raumsonde entdeckte auch Gruben auf der Oberfläche des Kometen mit kleinen „Gänsehaut“ an den Seiten. Simulationen deuten darauf hin, dass die 3-Meter-Höcker die ursprünglichen Bausteine ​​des Kometen sein könnten.

Als sich der Komet der Sonne näherte, beobachtete Rosetta die signifikante Veränderung der Größe des von ihm weggeschleuderten Materials. Bei seiner nächsten Annäherung waren die vom Kometen geschleuderten Brocken bis zu einem Meter groß; davor lagen sie im Durchschnitt bei einem Zentimeter.

Rosetta bringt Wissenschaftler auch dazu, darüber nachzudenken, wie Wasser auf die Erde gelangt ist. Während frühere Theorien postulierten, dass Kometen dafür verantwortlich waren, enthält 67P eine Art Wasser, das sich deutlich von dem auf der Erde unterscheidet. Dies liefert stärkere Beweise für die Idee, dass Asteroiden in erster Linie für das Wasser unseres Planeten verantwortlich sein könnten.

Als der Komet 2014 seinen aktivsten Gipfel erreichte, entdeckte Rosetta Kohlendioxid-Eis, das noch nie auf einem anderen Kometen gesehen worden war. Die Kohlendioxid-Eisschicht bedeckte eine Fläche von ungefähr der Größe eines Fußballfeldes. Nachdem das Kohlendioxid-Eis verschwunden war, waren zwei ungewöhnlich große Wassereisflecken zu sehen, etwa so groß wie olympische Schwimmbecken.

'Wir wissen, dass Kometen Kohlendioxid enthalten, das nach Wasser eine der am häufigsten vorkommenden Arten in der Atmosphäre von Kometen ist, aber es ist extrem schwierig, es in fester Form auf der Oberfläche zu beobachten.' sagte Gianrico Filacchione , der die Studie leitete, die das Eis identifizierte.

Während seiner tödlichen Kollision betrieb Rosetta weiterhin Wissenschaft.

'Wir sahen, wie die Gasgeschwindigkeit und der Staudruck auf Null abfielen, bevor wir den Boden erreichten, was darauf hindeutet, dass es eine interessante Beschleunigung des Gases leicht vom Kern weg gibt', sagte Kathrin Altwegg, ROSINA-Forschungsleiterin, in a Stellungnahme .

Rosetta maß auch Temperaturen zwischen 80 und 160 Grad Kelvin (minus 316 bis minus 172 Grad Fahrenheit oder minus 193 bis minus 114 Grad Celsius), möglicherweise aufgrund von Schatten. Und die Raumsonde untersuchte die Veränderungen des Sonnenwinds während der Kollision.

Obwohl die Mission abgeschlossen ist, geht die Wissenschaft weiter.

'Wir haben 80.000 Bilder zum Anschauen', sagte Mohamed El-Maarry, Postdoktorand im OSIRIS-Team von Rosetta von der Universität Bern in der Schweiz, gegenüber Reportern am Ende der Mission. 'Es wird uns noch viele Jahre beschäftigen.'

Zusätzliche Berichterstattung von Nola Taylor Redd, guesswhozoo.com-Mitarbeiterin.

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