BepiColombo-Mission: ESA-Raumsonde vor kritischem Merkur-Manöver

Nach einer achtjährigen Reise durch das All erreicht die gemeinsame Mission der europäischen Weltraumagentur ESA und der japanischen Raumfahrtagentur Jaxa ihren bisher kritischsten Wendepunkt. Hunderte Forschende in Europa blicken am Mittwochnachmittag gebannt auf den Ablauf eines Manövers, das über den Erfolg der gesamten Merkur-Mission entscheidet, berichtet SRF. Autor Simon Storz hält fest, dass eine vierteilige zusammengesetzte Raumsonde sich dem Merkur nähert, nachdem die solar-elektrischen Antriebstriebwerke abgeschaltet wurden, wodurch die Raumsonde auf den Beginn der komplexen Ankunftssequenz am Planeten vorbereitet wird.

Es handelt sich um ein historisches Novum in der Weltraumforschung: Zum ersten Mal überhaupt will die Europäische Weltraumagentur ESA in einer Mission zwei Sonden gleichzeitig eng um einen fremden Planeten kreisen lassen und diesen beobachten.

Extrembedingungen beim innersten Planeten: Das Hochrisiko-Manöver am Transportmodul

Am kommenden Donnerstag, dem 3. Im Zentrum des ersten großen Tests steht die Trennung des bisherigen Transportmoduls von den beiden wissenschaftlichen Orbitern. Ignacio Tanco, der Leiter des ESA-Missionsbetriebes für das innere Sonnensystem, beschrieb das Vorhaben vor Medienvertretern drastisch: «Das ist so, als würde man eine neue Raumsonde starten – nur dass diese Sonde sich zufällig bei einem anderen Planeten befindet».

Die Umstände am Einsatzort sind extrem. Die Oberflächentemperatur auf dem Merkur erreicht bis zu 450 Grad Celsius, und die Technik an Bord der Sonde muss sich der gewaltigen Sonnenstrahlung vor Ort aussetzen. «Es ist im Grunde so, als würde man arbeiten, während direkt im Rücken ein sehr heisser Pizzaofen läuft», verglich Tanco die Bedingungen an der Zieladresse.

Besonders die Trennung der europäischen Sonde birgt technische Tücken. Einer der heiklen Komponenten ist der Sonnenkollektor der europäischen Sonde: Er muss bei der Lösung vom Trägermodul genau ausgerichtet werden. Ein paar Millimeter daneben, und die starke Sonnenenergie beschädigt die Solarzellen unwiderruflich. Das Missionskontrollteam für die Ankunftsphase von BepiColombo am Merkur versammelt sich im Hauptkontrollraum des Europäischen Raumflugkontrollzentrums (ESOC), um mit der umfangreichen Simulationskampagne zu beginnen. Aus diesem Grund hat das Kontrollteam in den vergangenen Monaten ausschließlich Problemszenarien trainiert.

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Funkstille und präzise Zeitpläne im ESOC

Punkt 14 Uhr beginnt der alles entscheidende Ablöseprozess. Auf die Auslösung folgt eine zweistündige Funkstille, nach der die Forschenden erst erfahren, was wie gut funktioniert hat. Es ist wahrlich nichts für schwache Nerven.

Wegen der enormen Anziehungskraft der nahen Sonne ist der innerste Planet für eine Raumsonde im Orbit schwerer zu erreichen als selbst der weit entfernte Zwergplanet Pluto. BepiColombo war am 20. Oktober 2018 zu seiner Reise zum kleinsten und am wenigsten erforschten Planeten unseres Sonnensystems gestartet. Wer das Manöver am 3. September 2026 ab 13:45 Uhr verfolgen will, kann dies tun; die ESA bietet einen Livestream an.

Wissenschaftliche Ziele und Schweizer Instrumente an Bord

Sollte die Aktion erfolgreich sein, fliegen die beiden Sonden erst zusammen, und ab Dezember dann getrennt um Merkur herum, um den Planeten gleichzeitig aus unterschiedlichen Blickwinkeln zu beobachten. Im November sollen die beiden Sonden der gemeinsamen Mission zusammen in eine Umlaufbahn eintreten. Es sind erst das zweite und dritte Raumfahrzeug überhaupt, die den Merkur umkreisen werden. Dieses Novum erlaubt den Forschenden Fragen zu beantworten, die nur mit korrelierten Daten von mehreren Orten aus gut beantwortet werden können.

An Bord befinden sich über ein Dutzend Messinstrumente, um langjährige Rätsel zu lösen. Es geht darum zu verstehen, wie Planeten so nahe an ihrem Stern entstehen, warum es bei aktuellen Theorien so viele Widersprüche gibt, was passiert, wenn ein Planet ohne Atmosphäre den vollen Sonnenwind abbekommt, warum Merkur viel zu schwer für seine Grösse ist und was seine Entstehung über den Ursprung unserer Erde verrät.

• BELA (Bepicolombo Laser Altimeter): Ein sehr genauer Höhenmesser, entwickelt an der Universität Bern. Mittels eines Lasers erstellt er von der Sonde aus eine Landkarte der Planetenoberfläche, was Rückschlüsse über die Oberflächengeologie und über den inneren Aufbau des Merkurs erlaubt. Das «BELA»-Altimeter auf der Sonde sendet einen energiereichen Laserpuls aus, der an der Merkur-Oberfläche reflektiert und zur Sonde zurückgeworfen wird. Dort berechnet das Gerät die Laufzeit des Signals zwischen Aussenden und Empfangen. Kommt der Strahl früher zurück, hat er eine kürzere Strecke durchlaufen, etwa weil an jenem Punkt ein Berg steht; umgekehrt können so Krater und Klippen gefunden werden.
• Strofio: Ein Massenspektrometer, entwickelt unter Projektleitung der Universität Bern, das die Atmosphäre des Merkur analysieren soll.