Zum zweiten Mal in seiner langen Laufbahn wird die Raumsonde “Stardust” einem Kometen bis auf 200 Kilometer nahe kommen. In den frühen Morgenstunden des 15. Februar passiert die Sonde den Kometen Tempel-1 und bietet den Astronomen damit gleich zwei einzigartige Möglichkeiten: Zum einen einen neuen Blick auf den durch die Deep Impact-Mission im Jahr 2006 produzierten Einschlagskrater. Zum anderen aber die erste Chance, die Veränderungen der Kometenoberfläche vor und nach einer Sonnenumrundung genau zu untersuchen.
Der Komet Tempel-1 hat bereit eine bewegte Geschichte hinter sich – und einen Teil davon haben wir Menschen verursacht. Denn im Jahr 2005 erhielt der Komet Besuch von der NASA Raumsonde „Deep Impact“. Diese machte nicht nur zahlreiche Nahaufnahmen des Kometen, sie hatte auch einen so genannten „Impaktor“ im Gepäck – einen gut 370 Kilogramm schweren Einschlagskörper. Diesen katapultierte sie auf die Kometenoberfläche, unter anderem mit dem Ziel, Material aus Schichten tiefer unter der Oberfläche auszuschleudern und so mehr über die Dichte und Zusammensetzung des Kometenkerns aber auch über die Veränderung der Oberfläche zu verraten.
Erste klare Bilder des Deep Impact-Einschlagskraters
Doch letztlich wurde beim Einschlag so viel Staub aufgewirbelt, dass der Einschlagskrater vollkommen verborgen war. Der Staub machte es der Kamera der Deep Impact-Sonde unmöglich, die Einschlagsstelle genauer zu beobachten. Jetzt allerdings bietet der zweite Besuch des Kometen durch eine Raumsonde, diesmal „Stardust-NexT“ hier eine neue Chance. Die Stardust-Sonde passiert den Kometen in nur rund 200 Kilometern Entfernung von der Oberfläche des Kometenkerns am Valentinstag nach amerikanischer und am frühen Morgen des 15. Februar nach unserer Zeit.
„Der Staub hat sich inzwischen gelegt, so dass wir den Krater sehen und seine Größe ermitteln können, sofern uns die richtige Seite des Kometen zugekehrt ist“, erklärt Joe Veverka, wissenschaftlicher Leiter der Stardust-NexT-Mission. „Das würde einige Schlüsselfragen beantworten. Beispielsweise, ob die Oberfläche eines Kometen hart oder weich ist.“ Denn gerade diese Frage wäre für zukünftige Landemissionen auf Kometen von entscheidender Bedeutung.
Blick auf Veränderungen durch Sonnenhitze
Gleichzeitig eröffnet der Besuch von Stardust-NeXT am Kometen Tempel-1 den Forschern eine einzigartige Chance: Zum ersten Mal können sie feststellen, welche Veränderungen eine Passage in Sonnennähe bei einem Kometen auslöst. „Nahe Begegnungen mit der Sonne verlaufen für einen Kometen nie besonders glimpflich”, erklärt Joe Veverka, wissenschaftlicher Leiter der Stardust-NexT-Mission. „Die starke Sonnenhitze verdampft das Eis im Kometenkern und lässt ihn Staub und Gas verlieren. Dieser zyklische Verlust an Material führt letztlich zum Ende eines Kometen.“
Schon seit längerem vermuten die Astronomen, dass der dabei auftretende Materialverlust nicht gleichmäßig über die Kometenoberfläche verteilt ist, bisher fehlten dafür jedoch die entsprechenden Belege. Genau hier kommt nun Stardust NexT ins Spiel: Die Raumsonde fotografiert bei ihrem nahen Vorbeiflug einen Teil der Oberflächenbereiche, die bereits vor sechs Jahren von der Raumsonde Deep Impact aufgenommen worden waren. „Zum ersten Mal werden wir den gleichen Kometen vor und nach seiner nächsten Annäherung an die Sonne beobachten können“, so Veverka. Die neuen Fotos sollen zeigen, wie sich diese Gebiete verändert haben und wie viel Material bei der Sonnenumrundung des Kometen verloren gegangen ist.
Rätselhafte Rutschung und Schichten
Eines der Gebiete, die dabei besonders spannend sind, ist ein Plateau auf der Oberfläche des Kometenkerns: „Es gibt da ein großes Plateau, das aussieht wie eine Rutschung“, erklärt Pete Shultz, ebenfalls Mitglied des Stardust-NeXT-Teams. „Wenn es aber wirklich eine Rutschung ist, dann bedeutet dies, dass erst kürzlich Gas und Staub aus der Oberfläche ausgeschleudert wurden.“ Wie und ob sich das Plateau seit den Deep Impact-Aufnahmen verändert hat, soll der Vorbeiflug von Stardust-NeXT nun zeigen.
Noch immer rätselhaft sind auch die Anzeichen für eine Schichtung, die Deep Impact vor fünf Jahren entdeckte. „Die Erde hat Schichtgen, weil Wasser und Wind Dreck und Geröll umherbewegen, aber eine solche Schichtung auf einem Kometen war eine Überraschung – und ein Rätsel“, so Veverka. Wie sie entstanden sein könnten, ist unklar. Ihr Kollege Shultz ergänzt: „Eine Möglichkeit wäre, dass zwei protokometare Objekte miteinander kollidierten und so verschmolzen, dass sie wie ein Stapel Pancakes aussehen.“ Auch hier sollen die neuen Bilder von Stardust-NeXt mehr Aufschluss bringen.
Stardust: von einem Kometen zum nächsten
Ähnlich wie der Komet Tempel-1 hat auch die Sonde, die ihn besucht, bereits eine bewegte Geschichte hinter sich. Die Stardust-Sonde, ausgestattet mit speziellen Sammel-Paddeln für Staubproben, sammelte auf ihrer Mission knapp siebenjährigen Mission erst Proben interstellaren Staubs, dann weitere Proben bei einem nahen Vorbeiflug am Kometen Wild 2. Dann flog die Sonde zurück und schoss die in einer speziellen Rückholkapsel verstauten Staubproben in Richtung Erde. Diese Proben wurden Anfang 2006 geborgen und anschließend analysiert.
Statt die Mission der Raumsonde damit zu beenden, entschloss sich die NASA, Stardust weiter zu nutzen und erneut in Richtung eines Kometen zu steuern. „Wir hätten dieses alte Raumschiff auf seinen Lorbeeren ausruhen lassen können, in einem ewigen Orbit um die Sonne“, erklärt Veverka. „Aber stattdessen machen wir damit erneut erstklassige Kometenforschung – wieder einmal.“
(NASA, 15.02.2011 – NPO)
