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| NASA: Dawn-Mission |
| Raumsonde «Dawn» auf der Zielstrecke |
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2. März 2015
Nur noch wenige Tage wird es dauern, bis die Raumsonde «Dawn» am 6. März 2015 in den Orbit um Ceres geht und somit zum ersten Mal überhaupt einen Zwergplanet besucht wird.
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Was Ceres den Wissenschaftlern bisher preisgegeben hat, wirft zurzeit nur noch mehr Fragen als Antworten auf: "So punktgenaue, extrem helle Flecken, wie wir sie auf den Kameraaufnahmen sehen, sind ungewöhnlich und bisher einfach noch nicht zu deuten - eine Erklärung wäre freigelegtes Eis, das das Licht stark reflektiert", sagt Prof. Ralf Jaumann vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Und auch die vielen unterschiedlichen Formen der Krater und ihr Erhaltungszustand haben die Wissenschaftler so nicht erwartet. |
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Der Zwergplanet «Ceres» hat beispielsweise einen Krater mit einem Durchmesser von 300 Kilometern, der flacher ist, als es für einen Einschlagskrater üblich ist, aber auch Krater mit hohem Rand und einem Berg in der Mitte. "Ganz ehrlich: Ceres ist viel spannender als ich gedacht habe", betont DLR-Planetenforscher Ralf Jaumann.
Unbekannte Welten in 500 Millionen Kilometern Entfernung
Von Juli 2011 bis September 2012 umkreiste die amerikanische Raumsonde «Dawn» den Asteroiden Vesta, seitdem reist sie durch das All, um vom ersten Untersuchungsobjekt zum zweiten Missionsziel, dem Zwergplaneten Ceres, zu gelangen. Über 228 Millionen Kilometer hat «Dawn» dabei zurückgelegt, die Frostgrenze im Asteroidengürtel zwischen Jupiter und Mars hinter sich gelassen und befindet sich nun über 500 Millionen Kilometer entfernt von der Erde. Mit der Annäherung an Ceres wachsen Neugier und Spannung bei den Wissenschaftlern.
Erstmals erkundet eine Sonde gleich zwei Himmelskörper in einer Mission: Asteroid Vesta ist ein "trockener", felsiger Asteroid, zerfurcht, voller Krater, Berge und Canyons - Zwergplanet Ceres wird als "nasser", eisiger Asteroid nicht nur eine dreckige, staubige Eiskruste, sondern wohlmöglich auch einen darunterliegenden Ozean aus Wasser haben.
So unterschiedlich die beiden Himmelskörper im Asteroidengürtel sind, konservieren dennoch beide frühe Entwicklungsstufen unserer Planeten: "Beide Körper sind Fossilien aus der Geburtsstunde des Sonnensystems und werfen Licht auf dessen Entstehung", sagt die stellvertretende wissenschaftliche Missionsleiterin Carol Raymond vom Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA.
Vesta mit einem Durchmesser von 530 Kilometern und Ceres mit beinahe 1'000 Kilometern Durchmesser sind zwar die einzigen intakten Asteroiden, wurden aber letztendlich nie zu Planeten - dies verhinderte die Anziehungskraft von Jupiter. "Wir werden mit der Dawn-Mission vieles lernen, das uns die Entstehung unseres Sonnensystems vor 4,5 Milliarden Jahren besser verstehen lässt", ist DLR-Planetenforscher Prof. Ralf Jaumann überzeugt.
Vielversprechend und rätselhaft zugleich
Bei Asteroid Vesta stiessen die Wissenschaftler auf eine erstaunliche und wissenschaftlich spannende neue Welt. Und auch Zwergplanet Ceres erweist sich bereits im Anflug als vielversprechend und rätselhaft zugleich. Schon die extrem hellen Flecken, die sich in einem Krater von Ceres zeigen, sorgen für die Diskussionen und Spekulationen: "Sie sind ein ziemliches Rätsel - nicht nur für Laien, sondern auch für uns Planetenforscher", sagt Prof. Ralf Jaumann vom DLR-Institut für Planetenforschung.
Aus 46'000 Kilometern Entfernung aufgenommen, nehmen die Flecken gerade einmal einen Pixel ein und sind somit kleiner als vier Quadratkilometer. Für eine detaillierte Erklärung ist das noch zu wenig. "Es könnte Kryo-Vulkanismus sein, es könnte freigelegtes Eis sein, wir müssen einfach abwarten, bis wir Aufnahmen mit einer besseren Auflösung haben." Immerhin konnte ein Infrarot-Spektrometer auf dem Weltraumteleskop Herschel bereits messen, dass der Zwergplanet Wasserdampf in seiner Umgebung hat. Ein Zusammenhang zwischen dem Ausstoss von Wasserdampf und den hellen Flecken ist möglich. Doch erst wenn die Umlaufbahn um Ceres erreicht ist und die Sonde den Zwergplaneten aus der Nähe umfliegt, werden Erklärungen möglich sein.
Auch die Krater, ihre Form und Verteilung weisen darauf hin, dass Ceres ein lohnenswertes Untersuchungsobjekt sein wird: Hier hatten die Forscher - vor allem am Äquator - eher eine flache Oberfläche erwartet, da eine dünne Eisschicht dafür sorgen würde, dass sich Kratererhebungen mit der Zeit durch die Entspannung des Eises senken und einebnen würden. Nun gibt es aber nicht nur einen grossen Krater, der kaum noch wie ein Einschlagskrater aussieht, sondern zudem auch markante Kraterformen mit einem aufgetürmten Berg im Mittelpunkt.
Die gesamte Oberfläche des Zwergplaneten ist dabei sehr abwechslungsreich und zeigt verteilt über seine gesamte Fläche die unterschiedlichsten Strukturen. "Wie dick die Eiskruste ist, die wir unter der staubbedeckten Oberfläche vermuten, werden wir erst mit der Erforschung dieser Kraterformen ableiten können", sagt Prof. Ralf Jaumann.
Fahrplan bis zum Missionsende
Nachdem die Sonde «Dawn» am 6. März 2015 in 41 000 Kilometern Entfernung von Ceres' Gravitation eingefangen wird, werden zunächst bis zum 10. April keinen weiteren Aufnahmen erfolgen.
In April und Mai wird der Zwergplanet dann 20 Tage lang aus einer Umlaufbahn in 13 500 Kilometern erforscht. Im Juni geht es auf eine Höhe von 4400 Kilometern sowie 1470 Kilometern hinunter.
Die grösste Annäherung erfolgt dann im Dezember 2015, wenn «Dawn» in nur noch 375 Kilometern Abstand um Ceres kreist.
14 Monate - bis Ende Juni 2016 - werden die Planetenforscher kontinuierlich Daten gewinnen und Ceres erforschen. Geht der Treibstoff aus, kann Dawn seine Instrumente auch nicht mehr ausrichten und wird als künstlicher Satellit noch lange um den Zwergplaneten kreisen.
Die dritte Dimension
"Viele Rätsel, die Ceres uns zurzeit noch aufgibt, werden wir erst mit der dritten Dimension lösen können", sagt Wissenschaftler Prof. Ralf Jaumann. Und diese wird es ab Mai 2015 geben, wenn «Dawn» den Zwergplaneten mit der Kamera systematisch aus verschiedenen Blickwinkeln aufzeichnen wird und anschliessend das DLR-Institut für Planetenforschung ein dreidimensionales Höhenmodell des Himmelskörpers erstellt. Dazu wurde im DLR-Institut exakt geplant, wie viele Bilder an welchem Punkt aufgenommen werden müssen, um schliesslich erstmals eine genaue Topographie eines Zwergplaneten zu berechnen - eines Himmelskörpers in 500 Millionen Kilometern Entfernung von der Erde.
Die Mission
Die Mission DAWN wird vom Jet Propulsion Laboratory (JPL) der amerikanischen Weltraumbehörde NASA geleitet. JPL ist eine Abteilung des California Institute of Technology in Pasadena. Die University of California in Los Angeles ist für den wissenschaftlichen Teil der Mission verantwortlich. Das Kamerasystem an Bord der Raumsonde wurde unter Leitung des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung in Göttingen in Zusammenarbeit mit dem Institut für Planetenforschung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Berlin und dem Institut für Datentechnik und Kommunikationsnetze in Braunschweig entwickelt und gebaut. Das Kamera-Projekt wird finanziell von der Max-Planck-Gesellschaft, dem DLR und NASA/JPL unterstützt.
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| Quelle: Text Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), 2. März 2015 |
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| Raumsonde «Dawn» im Bann der eisigen Ceres |
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| 6. März 2015: Die Raumsonde «Dawn» ist in ihrer Umlaufbahn um den Zwergplaneten Ceres angekommen - seit dem 6. März 2015, 13.39 Uhr mitteleuropäischer Zeit, kreist sie um den Himmelskörper. Damit «Dawn» von Ceres' Anziehungskraft in einen Orbit gezogen werden konnte, bremsten die Ionentriebwerke die Raumsonde in 61 000 Kilometern Entfernung von dem Zwergplaneten ab. Während dieses Vorgangs waren keine Aufnahmen mit der Kamera an Bord möglich. "Die insgesamt fast 20 Meter langen Solarpaneele mussten bei diesem Manöver zur Sonne ausgerichtet sein, und daher blickte die Kamera auch nicht in Richtung Ceres", sagt Prof. Ralf Jaumann vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). |
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Der Planetenforscher ist Mitglied im Kamerateam - und wartet gespannt auf die nächsten Bilder, die im April aus 33 000 und 22 000 Kilometern Abstand aufgenommen werden.
Doch zunächst verschwindet die Raumsonde «Dawn» nun bis Mitte April 2015 hinter der dunklen, sonnenabgewandten Seite des Zwergplaneten.
Immer näher an die Oberfläche
Siebeneinhalb Jahre nach dem Start und nach fast fünf Milliarden geflogener Kilometer ist «Dawn»n somit an ihrem zweiten Missionsziel angekommen. Ihr erstes Ziel, den Asteroiden Vesta, umkreiste sie von 2011 bis 2012 und lieferte tausende Bilder.
Auch ihre Umlaufbahn um Ceres wird nach und nach näher an den Zwergplaneten führen. Ab dem 23. April 2015 wird die Kamera aus nur noch 13 500 Kilometern Entfernung auf die Oberfläche von Ceres blicken und 20 Tage lang den Zwergplaneten aus dieser Höhe erforschen. "Dann können wir schon viel mehr Details erkennen und interpretieren", betont DLR-Planetenforscher Ralf Jaumann. "Und auch die dritte Dimension, das heisst das topographische Relief der Oberfläche, können wir dann zunehmend besser bestimmen." Dann soll auch das erste vollständige dreidimensionale Höhenmodell am DLR-Institut für Planetenforschung entstehen. Bis Ende dieses Jahres wird sich Dawn dann bis auf 375 Kilometer an Ceres annähern. Insgesamt 18 Monate soll die Raumsonde mit insgesamt drei Instrumenten den Zwergplaneten erforschen.
Ceres wurde 1801 entdeckt und als Planet bezeichnet. Später wurde er als Asteroid klassifiziert - um schliesslich 2006 in die neu definierte Klasse der Zwergplaneten eingeordnet zu werden.
Mit seiner Umlaufbahn um die Sonne, der Kugelform und einem Durchmesser von 950 Kilometern war Ceres bei der Entstehung unseres Sonnensystems auf dem besten Weg, ein Planet zu werden. Doch die Gravitation von Jupiter verhinderte dies sehr wahrscheinlich, und so blieb Ceres in dieser Entwicklung stecken. Das macht Ceres interessant für die Planetenforscher: "Er verkörpert ein Stadium der Planetenentstehung, das uns Aufschluss darüber geben kann, was vor 4,6 Milliarden Jahren passierte", sagt Prof. Ralf Jaumann.
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| Quelle: Text Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), 6. März 2015 |
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