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Philae - doch ein Kontakt?

Der Kometenlander Philae [1, 1a] berührte am 12. November 2014 erstmals die Oberfläche des Kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko ("Chury") [1, 1a] (Abb. 1). Allerdings verlief die Landung nicht ganz nach Plan.

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Abb. 1 Künstlerische Darstellung der Landung von Philae auf Chury.
Leider hat sich diese Vorstellung nicht ganz bewahrheitet. Philae steckt in einem Gebiet fest, das das Aufladen ihrer Sonnensegel nur in geringem Maße zulässt. © ESA/AOES Medialab/Archiv

 

Philae konnte sich beim ersten Landeversuch nicht ausreichend festhalten, verhielt sich jedoch sportlich und kam nach mehreren Hüpfern über die Kometenoberfläche an einer sehr schattigen Stelle und abseits des geplanten Landeplatzes zum Halten.

Seitdem steht Philae wahrscheinlich schief auf der Oberfläche und ihre Sicht wird von Felswänden begrenzt (Abb 2). Daher erhielten ihre Sonnensegel nach dem ersten Entleeren der Batterie nicht mehr genug Sonnenenergie.

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Abb. 2 Künstlerische Darstellung der Schiefstellung von Philae auf der Churys Oberfläche. Im Hintergrund sucht die Kometensonde Rosetta nach Philae. © CNES

 

Dennoch konnte Philae während der kurzen Messphase von rund 60 Stunden neue und aufregende wissenschaftliche Ergebnisse liefern. Seitdem ist es ruhig um den Lander geworden. Philae fiel aufgrund von Batterieproblemen in einen siebenmonatigen Kälteschlaf.

Kontaktversuche - ein wenig Hoffnung
Die europäische Raumfahrtorganisation ESA [1] versuchte seitdem immer wieder den Kontakt mit Philae herzustellen. Wahrscheinlich beruhen die Kommunikationsprobleme des Landers auf den geringen Temperaturen, die zum Zeitpunkt ihrer Landung auf der Kometenoberfläche herrschten.

Am 13. Juni konnte Philae erneut mit der Kometensonde Rosetta [1, 1a] kommunizieren, danach nur zu wenigen Gelegenheiten. Seit dem 9. Juli antwortet Philae nicht mehr: seit 5 Monaten herrscht Stille auf Chury (Abb. 3). Leider waren die letzten Kontakte zu kurz für einen intensiven Datenaustausch. Niemand weiss, ob die Detektoren des Landers im Falle eines Wideraufwachens noch funktionieren.

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Abb. 3 Künstlerische Darstellung von Philaes Tiefschlafphase auf Chury. © ESA

 

Laut ESA existieren zwei wichtige Bedingungen, die erfüllt sein müssen, bevor Philae wieder aufwacht, ihre Systeme rebootet und neue Aufgaben erfüllen kann: die Temperatur im Lander muss auf mindestens -45 Grad Celsius steigen und die Batterien mit mindestens 5,5 Watt geladen sein.

Vor dem erneuten Tiefschlaf von Philae arbeitete der Lander auf der Kometenoberfläche während eines Zeitraums von zweieinhalb Tagen ohne Probleme; danach fiel Philae im Landegebiet Abydos [1] erneut in einen Tiefschlaf und befindet sich seitdem in einem Gebiet mit einer sehr geringen Sonneneinstrahlung; daher können die Batterien des Landers nicht oder nur sehr ungenügend aufgeladen werden.

Während Rosetta ständig Bilder zur Erde sendete, die nun endlich zeitnäher veröffentlicht werden [1a], musste sie sich aufgrund von Sicherheitsmassnahmen aufgrund der zunehmenden Annäherung von Chury an die Sonne bis zu rund 300 Kilometer von Chury entfernen. Der Komet wurde immer aktiver. Am 13. August durchlief er sein Perihel [1].

Gegenwärtig kann sich Rosetta dem Kometen erneut annähern, weitere Aufnahmen der Oberfläche senden und sich erneut auf die Suche nach Philae machen.

Komprimierte Ergebnisse
Die Auswertung der Messungen von Philae und Rosetta führte zu der Erkenntnis, dass Chury aus zwei Teilen besteht, die wahrscheinlich in der Frühphase des Sonnensystems langsam kollidierten, zusammengebacken wurden und sich gemeinsam ins Innere des Sonnensystems begeben haben. Dadurch erwärmte sich Chury erstmals.

Inzwischen wissen wir, dass Chury - wie zahlreiche andere Kometen - von sehr dunklem Staub bedeckt ist, seine Oberfläche immer wieder von Eisflächen durchzogen ist und sich die Oberfläche je nach Sonneneinstrahlung verändert. Dabei scheinen sich einerseits einige Bereiche abzusenken, andererseits entstehen kleine Felswände, die sich über die Oberfläche bewegen.

Die Landung von Philae auf einer Kometenoberfläche war eine Sensation. Philae hat unglaubliche Einblicke in die Welt der Kometen geliefert.

Die ESA zieht bereits die Landung eines Landers in Erwägung, der länger auf der Oberfläche eines Kometen oder Asteroiden [1] durchhält. Dieser könnte Information über das Innere des Himmelskörpers per Radiowellen [1] an die im Orbit befindliche Sonde übermitteln.

Hat sich Philae gerührt?
Churys Aktivität nahm nach dem Periheldurchgang [1, 1a] ab und ließ eine erneute Annäherung von Rosetta an den Kometen zu. Insbesondere im Zeitraum von Ende November bis zum 6. Dezember waren die Umstände für eine erneute Kontaktaufnahme zwischen Rosetta und Philae sehr günstig: Rosetta befand sich zu diesem Zeitpunkt nur rund 100 Kilometer von Chury entfernt. Die Umstände galten als äußerst günstig, insbesondere in Bezug auf die wahrscheinliche Stellung der Antennen des Landers. Doch waren die Bemühungen leider nicht von Erfolg gekrönt. Philae blieb still.

Die Ingenieure entsendeten zwei Mal pro Tag Kommandos an Philae: "ON" - "OFF". Man versuchte die Sicherheitssysteme anzuschalten. Die Sendefrequenzen wurden mehrmals geändert. Nichts geschah. Danach war keine Verbindung mit Rosetta möglich: die Kometensonde befand sich auf der südlichen Hemisphäre von Chury.

Dann geschah es:
In der Nacht vom 21. auf den 22. Dezember um 01:17 UT (Universal Time) [1] erhielten die Ingenieure für 10 Sekunden ein Signal [2]. Dabei wurden 51 Datenpakete übertragen, die jedoch keine sinnvolle Information enthielten.
Am 25. Dezember empfingen die Ingenieure einen weiteren "Piepton", der wahrscheinlich von Philae stammt [2]. Allerdings ist das nicht ganz sicher, so einer der Ingenieure.

Falls Philae ihr Gedächtnis mit der Information über ihre Instrumente nicht verloren hat, benötigen die Ingenieure mindestens eine stabile dreiminütige Kommunikation, um Philaes Signale an Rosetta und Rosettas empfangene Signale an die Erde zu senden. Innerhalb dieser 3 Minuten müssen Philaes Batterien ausreichend aufgeladen, ihre Antennen nicht nach unten (auf den Boden) gerichtet und die an Bord befindliche Elektronik nicht gegrillt sein. - Viele Unsicherheiten, aber auch Möglichkeiten.

Die Forscher haben die Suche nach Philae sowie die Hoffnung auf einen weiteren Kontakt noch nicht aufgegeben. Bis Ende Januar wird Rosetta weiter nach Philae suchen. Die Umstände bleiben bis dahin günstig.

Im Januar soll es dazu ein Videoupdate von Koen Geurts [1] geben.

Ab Februar 2016 ist die Sonneneinstrahlung wahrscheinlich zu gering, um Philaes Batterien aufzuladen; zudem wird Philaes innere Temperatur zu gering sein, um die Startsequenz auszulösen.

Diese Aussagen beruhen auf Berechnungen, jedoch sind die Eigenschaften der Felsen rund um den Landeplatz nicht genau bekannt. Inwieweit diese Schatten auf den Lander werfen und dadurch die Aufladung der Batterien zusätzlich behindern ist unklar.

Rosettas rühmliches Ende
Rosetta wird ihre Mission bereits in rund 9 Monaten, im September 2016, beenden und auf die Kometenoberfläche stürzen. Zu diesem Zeitpunkt wird die Kometensonde ihre Batterien aufgrund der Entfernung zur Sonne bereits (ebenfalls) geleert haben.

Gleiches gilt für Philae: das Wiederaufladen ihrer Batterien durch die Sonnensegel sinkt mit zunehmender Entfernung von der Sonne. Wahrscheinlich wird die Sonnenenergie bereits Ende Januar bereits zu schwach, so dass die Chancen für ein erneutes Wiederaufwachen stetig geringer werden.

Allerdings nähert sich im gleichen Zeitraum Rosetta immer weiter an Chury an, was die Chance auf eine Kontaktaufnahme mit dem Lander erhöht. Dennoch wird die Situation insgesamt gesehen zunehmend schwieriger.

Beim Sturz auf Chury wird Rosetta aus einer Höhe von rund 90 Kilometern langsam auf den Kometen zu spiralen. Die Wissenschaftler hoffen dabei auf weitere Daten, möglicherweise bis kurz vor dem Aufschlag oder auch ein letztes Bild von Philae.

Ob und wie dieses Ereignis live übertragen wird, hängt sicherlich auch von dem Experten Sierks ab ...

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Über weitere Ergebnisse zum Kometen Chury werden wir Sie auf dem Laufenden halten.
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Falls Sie Fragen und Anregungen zu diesem Thema haben, schreiben Sie uns unter kontakt@ig-hutzi-spechtler.eu

 

Ihre
IG Hutzi Spechtler – Yasmin A. Walter

 

Quellenangaben:

[1] Mehr Information über astronomische Begriffe
www.wikipedia.de

[1a] Artikelserie zum Kometen Chury
http://ig-hutzi-spechtler.eu/aktuelles__rosetta__hauptseite.html

[2] Pressemeldung eines finnischen ESA-Sprechers via Finnish Meteorological Institute
http://tiedetuubi.fi/NODE/2147
http://tiedetuubi.fi/avaruus/komeettalaskeutuja-philaeen-saatu-yhteys

 

 

 

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