Eine heiße Mission beginnt

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Es wird heiß, verdammt heiß: Am 20. Oktober wird die vierteilige Raumsonde BepiColombo vom Weltraumbahnhof Kourou (Französich Guyana) mit einer Ariane-5-Rakete ins All geschossen. Nach sieben Jahren soll der Forschungssatellit den Merkur erreichen und dann voraussichtlich zwei Jahre lang spektakuläre Bilder und neue Erkenntnisse zum kleinsten und heißesten Gesteinsplaneten des inneren Sonnensystems liefern. Die Trabanten müssen dabei Temperaturen von über 350 Grad standhalten. Den Schutz gegen die infernalische Hitze zu konstruieren brachte auch die für das europäisch-japanische Gemeinschaftsprojekt federführenden Ingenieure von Airbus in Immenstaad mächtig ins Schwitzen.

BepiColombo ist insgesamt 6,40 Meter hoch, wiegt 4,1 Tonnen und besteht aus vier Teilen: einem Transfermodul, einem europäischen und einem japanischen Forschungssatelliten sowie einem Hitzeschild, der die japanische Sonde auf dem siebenjährigen Trip zum Merkur schützt. Allein das Transfermodul hat eine Spannweite von rund 30 Metern. „Es hat eine Dimension eines Verkehrsflugzeuges“, sagt Projektmanager Markus Schelkle von Airbus in Immenstaad. Die erreicht es jedoch erst im All, wenn die Solarpanels ausgeklappt sind.

Zunächst einmal wird BepiColombo mit der Ariane-Rakete ins All geschossen, mit einer Geschwindigkeit von elf Kilometern pro Sekunde verlässt der Satellit die Erdatmosphäre. Anschließend muss er auf seiner 8,5 Milliarden Kilometer langen Reise um acht kilometer pro Sekunde abgebremst werden, ansonsten würde er am Merkur vorbeischießen. „Wir bremsen permanent“, sagt Schelkle, dafür hat BepiColombo das Transfermodul, das mit Solarenergie betrieben wird. „Trotzdem reicht die Energie nicht.“ Deshalb wird die Schwerkraft der anderen Planeten auf dem Weg zum Merkur genützt, um BepiColombo weiter zu verlangsamen. Der Satellit umfliegt zunächst einmal die Erde, dann zweimal die Venus und schließlich sechsmal den Merkur. „60 Prozent der Abbremsung erreichen wir durch das Vorbeifliegen der inneren Planeten.“ Deshalb dauert es auch sieben Jahre, bis der Merkur erreicht wird. BepiColombo legt dabei die 38-fache Distanz im Vergleich zum kürzesten Weg zurück.

Wenn BepiColombo den Merkur voraussichtlich im Dezember 2025 erreicht, wird das Transfermodul abgestoßen, der japanische und der europäische „Orbiter“ werden abgetrennt und auf verschiedene Umlaufbahnen des Merkur gebracht. Der Merkur ist der am wenigsten erforschte Planet in der Nachbarschaft zur Erde. Aufgrund seiner Nähe zur Sonne können laut Airbus keine Teleskope für die Untersuchungen genützt werden. Bislang gab es nur zwei Nasa-Missionen zum Merkur: „Mariner 10“ flog in den 1970er-Jahren dreimal am Merkur vorbei, die Raumsonde Messenger untersuchte 2011 die Nordseite des Planeten aus einer hohen Umlaufbahn.

BepiColombo ist jetzt die zweite Sonde, die den Merkur erreicht, die erste europäische, sie fliegt tief und kommt sehr nah an den Planeten ran. BepiColombo soll zum einen die Oberfläche des Merkur scannen und 3-D-Bilder generieren, aber auch die innere, chemische Struktur des Planeten, sein Magnetfeld und den damit zusammenhängenden Sonnenwind erforschen. Eine spannende Frage ist, ob es auf den sonnenabgewandten Kratern in den Polregionen Eis gibt. Rund 200 Gigabyte an Daten sollen pro Jahr zur Erde gefunkt werden. Die Wissenschaftler erhoffen sich von der Mission auch weitere Erkenntnisse über die Entstehung des Sonnensystems. „Darum geht es letztendlich“, sagte Schelkle, „wir wollen den Merkur gänzlich erfassen“. Spätestens nach zwei Jahren wird der Treibstoff ausgehen und BepiColombo stürzt auf den Merkur ab.

Die größte Herausforderung bei der Mission ist die extreme Hitze. Der Merkur ist „nur“ 58 Millionen Kilometer von der Sonne entfernt (Erde rund 150 Millionen Kilometer), auf der Planetenoberfläche herrschen Temperaturen von mehr als 430 Grad. „Wir fliegen in einen Pizzaofen rein“, sagt Schelkle. BepiColombo muss Temperaturen von mehr als 350 Grad standhalten. Das Raumfahrzeug muss laut Airbus außerdem sowohl mit extremer Sonnenstrahlung als auch der Infrarotstrahlung des Planeten klarkommen. Es wurde mit einer mehrschichtigen Hochtemperaturisolierung ausgestattet, die speziell für diese Mission entwickelt wurde. Auch für Transfermudule mussten für die Mission besondere Solarzellen entwickelt werden. Sie halten rund 250 Grad stand.

Seit April befindet sich der komplette Satellit in Kourou, vier riesige Flugzeuge der Marke Antonov 124 und drei Schiffe waren nötig, um das Material zum Raketenstartplatz in Französich-Guyana zu transportieren. Derzeit finden die letzten Tests statt. Für den 20. Oktober ist der Start geplant. Dann werden die Airbus-Ingenieure für zweieinhalb Tage rund um die Uhr im Einsatz sein, bis Antennen und Solarpanel ausgefahren sind. Bis Weihnachten werden die Triebwerke gecheckt und in Betrieb genommen. Im Februar übergibt Airbus die Mission an die Europäische Weltraumorganisation ESA. Anschließend wird der Satellit vom Kontrollzentrum in Darmstadt (European Space Operations Centre/ESOC) überwacht. „Dann passiert sieben Jahre nicht viel“, sagt Schelkle. Die Instrumente werden immer wieder überprüft, eventuell die Software korrigiert, Fehler ausgebessert. Und ab Dezember 2025 beginnt dann die heiße Phase für BepiColombo.

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