Wissenschaft

„Das wäre schon eine kleine Sensation“

Am 20. Oktober brach die Raumsonde BepiColombo zum Merkur auf. Welche Erkenntnisse und Überraschungen erhofft sich die Weltraumforschung? Im Gespräch: ESA-Projektwissenschaftler Johannes BenkhoffDienstag, 2. Oktober 2018

Von Jens Voss
Grafische Simulation der beiden Orbiter von BepiColombo am Planeten Merkur. Im Bildvordergrund der Mercury Planetary Orbiter (MPO). Links darunter befindet sich der Mercury Magnetospheric Orbiter (MMO).

Herr Benkhoff, was sind die wichtigsten Ziele der Mission?

Wir wollen weiter erforschen, wie unser Sonnensystem entstanden ist – und damit letztlich auch das Leben auf unserer Erde. Als sonnennächster Planet ist der Merkur hierfür ein Schlüssel. Wir werden nicht nur seine Struktur, Geologie und Zusammensetzung untersuchen, sondern auch seine Restatmosphäre, die Exosphäre. Außerdem ist der Merkur neben der Erde der einzige Planet unseres Sonnensystems mit einem Magnetfeld. Wir möchten erfahren, wie es entstanden ist, wie es sich zusammengesetzt und wodurch genau es angetrieben wird. Besteht Merkurs innerer Kern aus reinem Eisen? Ist er fest? Ist er flüssig? Durch all diese und viele weitere Untersuchungen wollen wir besser verstehen, wie unser Sonnensystem geformt wurde.

ESA-Projektwissenschaftler Johannes Benkhoff freut sich auf die Mission zum Merkur: „Wir versprechen uns Aufnahmen von enormer Detailtiefe.“

Welche technischen Hürden gilt es dabei zu meistern? Warum die über siebenjährige Flugzeit?

Durch seine Sonnennähe ist der Merkur extremen Bedingungen ausgesetzt. Für Raumsonden ist ein Flug zum Merkur mit großen technischen Herausforderungen verbunden, zum Beispiel braucht man sehr viel Energie dafür – viel mehr als die Treibstoffmenge, die BepiColombo mitnehmen kann. Man muss die Sonde gegen die Schwerkraft der Sonne anbremsen und durch geschickte Manöver in die Umlaufbahn bringen. Der italienische Mathematiker Giuseppe „Bepi“ Colombo, nach dem unsere Mission benannt ist, hat neben anderen Wissenschaftlern herausgefunden, dass man durch Vorbeiflüge an Planeten Energie gewinnen kann. Bevor also BepiColombo in eine Merkur-Umlaufbahn eintritt, wird die Raumsonde einmal an der Erde, zweimal an der Venus und schließlich sechsmal am Merkur vorbeifliegen. Durch diese Gravitationsmanöver, die so genannten Swing-bys, erhält BepiColombo die nötige Energie. Deshalb dauert die Flugzeit auch länger als sieben Jahre.

Grafische Simulation des aus zwei Sonden zusammengesetzten Raumfahrzeugs während seiner interplanetaren Reise zum Merkur.

Was geschieht, wenn BepiColombo schließlich im Dezember 2025 ihr Ziel – die Merkur-Umlaufbahn – erreicht?

BepiColombo ist dreigeteilt. Sie besteht aus einem Transportsystem und zwei Sonden, den so genannten Orbitern. Wenn das Ziel erreicht ist, wird das Transportmodul abgesprengt. Die beiden Orbiter werden in unterschiedliche Umlaufbahnen gebracht, um ihre jeweiligen Aufgabengebiete wahrnehmen zu können. Die Mission ist eine Kooperation zwischen der europäischen Esa und der japanischen Raumfahrtbehörde Jaxa. Der Mercury Planetary Orbiter (MPO) der Esa wird die Planetenoberfläche erforschen und unter anderem eine topografische 3D-Karte liefern. Der Mercury Magnetospheric Orbiter (MMO) von Jaxa untersucht Exosphäre und Magnetosphäre.

Rechnen Sie dabei mit wissenschaftlichen Überraschungen?

Das wird sehr spannend. Im Rahmen der Messenger-Mission der Nasa im Jahr 2011 wurden beispielsweise besondere Strukturen auf dem Merkur entdeckt. Bei diesen so genannte Hollows handelt es sich um Aushöhlungen oder Kuhlen innerhalb der Kraterlandschaft, die vermutlich durch entweichendes Gas oder leichtflüchtiges Material entstanden sind. Sollten wir während unserer Mission feststellen, dass sich diese Strukturen seit 2011 verändert haben, wäre das ein Hinweis darauf, dass aktuell noch Gasaktivitäten auf dem Merkur stattfinden. Das wäre schon eine kleine Sensation. Denn bislang ging man davon aus, dass der Planet aufgrund seiner Sonnennähe keine Aktivitäten dieser Art mehr aufweist.

Sie haben die Messenger-Mission angesprochen. Daneben hat bislang nur die Nasa-Raumsonde Mariner 10 die Bekanntschaft mit dem Merkur gemacht. Was unterscheidet BepiColombo von den bisherigen Missionen?

Bei der ersten Mission der Mariner 10 zwischen 1974 bis 1975 handelte es sich um Vorbeiflüge. Wegen der besonderen Rotation des Merkurs konnte nur eine Planetenseite beobachtet werden. Heute haben wir ganz andere technische Möglichkeiten und Instrumente. Auch im Vergleich zur Messenger-Mission, die im März 2011 in eine Merkur-Umlaufbahn manövrierte, können wir detailliertere und umfänglichere Untersuchungen durchführen. Das Projekt ist insgesamt größer und aufwändiger. Wir versprechen uns Aufnahmen von enormer Detailtiefe. Und wir kommen diesmal noch näher an den Planeten heran. Die Umlaufbahn des MPO wird zwischen 400 und 1.500 Kilometern Höhe verlaufen, die des MMO zwischen 590 und 11.600 Kilometern.

Grafische Simulation der elliptischen, polaren Umlaufbahnen der beiden BepiColombo-Teilsonden. Der Mercury Planetary Orbiter (MPO) kreist näher um den Merkur als der Mercury Magnetospheric Orbiter (MMO).

Wegen seiner Größe und chemischen Zusammensetzung zählt der Merkur zu den erdähnlichen Planeten. Zugleich herrschen extreme Temperaturen und intensive Strahlung. Ist dort dennoch grundsätzlich Leben möglich?

Angesichts der extremen Oberflächentemperaturen von 450 Grad am Tag und Minus 170 Grad in der Nacht muss man annehmen, dass Leben auf dem Merkur unmöglich ist. Die Messenger-Sonde hat allerdings Hinweise auf gefrorenes Wasser in einigen Kratern gefunden. Denn weil die Achse des Merkurs nicht geneigt ist wie die der Erde, kann die Sonne nicht in alle Krater scheinen. Aber gefrorenes Wasser bedeutet noch lange nicht, dass Leben entstanden ist.

Und wie ist Ihre Einschätzung?

Da muss ich Sie enttäuschen. Ich erwarte kein Leben auf dem Merkur.

Jens Voss

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