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Die ROSETTA-Mission ist ein Meilenstein des ESA-Wissenschaftsprogramms. Ziel der Mission ist die genaue Untersuchung eines Kometen. Zum ersten Mal soll auch ein Landegerät, PHILAE, weich auf einem Kometenkern aufsetzen und dort über einen Zeitraum von mehreren Monaten die Zusammensetzung, innere Struktur und physikalische Eigenschaften, untersuchen. Kometen kann man sich wie "schmutzige Schneebälle" vorstellen, die, erwärmt von der Sonne, ausgasen und dadurch einen charakteristischen Schweif aus Gas, Staub und Plasma bilden.

Durch die Erforschung von Kometen verspricht man sich entscheidenden Aufschluss über die Entstehung unseres Sonnensystems mit unserer Erde (und des Lebens darauf), denn Kometenmaterial gilt als noch weitgehend unveränderte "Urmaterie" aus der Zeit vor ca. 4,6 Milliarden Jahren, als sich das Sonnensystem gebildet hat. Bisherige Kometenmissionen, wie z.B. Giotto zum Halley'schen Kometen, erlaubten lediglich Messzeiten im Bereich weniger Stunden. ROSETTA wird es erstmals ermöglichen, einen Kometen über einen langen Zeitraum entlang seiner Bahn zu untersuchen und - mit PHILAE - sogar Proben vom Kometenkern direkt vor Ort zu analysieren.

Als Zielkomet wurde 67P/Churyumov-Gerasimenko ausgewählt. Er wird nach einer Reise von 10 Jahren, im Frühjahr 2014, von Rosetta erreicht. Nach einer Phase der Fernerkundung aus dem Orbit wird Philae im November 2014 auf dem etwa 4km großen Himmelskörper landen.

 



Das PHILAE Kontrollzentrum befindet sich im MUSC und ist verantwortlich für den Betrieb des Kometenlanders "PHILAE" der ROSETTA Mission.

Die Telemetriedaten des Landers, sowie des ROSETTA Orbiters, werden von der neuen ESA-Bodenstation in New Norcia (Australien) empfangen und über das europäische Missionszentrum (ESOC) in Darmstadt zum Lander Control Center (LCC) geleitet. In umgekehrter Richtung werden die Kommandos zur Steuerung der Sonde vom LCC über ESOC zu ROSETTA übertragen. Die Laufzeit des Signals ist (in eine Richtung) von wenigen Minuten bis zu einer halben Stunde, je nach Entfernung der Sonde von der Erde.

Nach dem Start der Mission am 2.März 2004 vom europäischen Raumfahrtzentrum Kourou in Französisch-Guyana sind ROSETTA und PHILAE erfolgreich getestet worden. Alle Systeme und Experimente arbeiten nach dem Start einwandfrei. Während der so genannten "Cruise Phase" auf dem Weg zum Kometen finden zahlreiche weitere Missionsaktivitäten statt. Beim ersten Vorbeiflug ("swingby") an der Erde im März 2005 wurden die Panoramakameras (CIVA-P) erprobt und das Erdmagnetfeld zur Kalibrierung des Magnetometers ROMAP-MAG benutzt. In den kommenden Jahren wurden routinemäßig im Abstand von ca. 6 Monaten automatische Tests aller Instrumente durchgeführt. Einmal im Jahr besteht die Möglichkeit einer interaktiven Testphase. Weitere Aktivitäten waren die Asteroiden-Vorbeiflüge 2008 und 2010. Die Daten wurden dabei vom LCC überwacht und analysiert.

   

Die Landesonde PHILAE wurde von einem europäischen Konsortium aus Instituten und Universitäten unter Leitung des DLR in Köln (Institut für Raumsimulation) mit dem MPS (Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung, ehemals Max-Planck-Institut für Aeronomie) entwickelt.

Während PHILAE nach seiner Landung den Kometenkern auf seiner Oberfläche direkt analysiert, wird der ROSETTA Orbiter den Kometen umkreisen, per Fernerkundung untersuchen und als Funkrelais-Station für die Messdaten des Landers dienen. Philae hat insgesamt 10 wissenschaftliche Instrumente an Bord. Seine Kameras werden stereoskopische Bilder des Landeplatzes senden, während andere Instrumente die physikalischen Eigenschaften, die Struktur des Oberflächen-Materials, Temperaturen, das Magnetfeld und die Plasma-Atmosphäre messen. Vor allem werden die elementare, chemische und mineralogische Zusammensetzung von Bodenproben aus verschiedenen Tiefen untersucht, so wie der gesamte Kometenkern mit Radiowellen durchleuchtet.

ÇIVA besteht aus einem stereoskopischen Panorama-Kamerasystem, einem Mikroskop im sichtbaren Spektralbereich und einem abbildenden Infrarot-Spektrometer für die von SD2 erbohrte Bodenproben.
Beisteller: IAS, Paris-Orsay.


SD2 (Sample Drill and Distribution) ist der Bohrer, der aus bis zu 20 cm Tiefe Proben für COSAC, CIVA und PTOLEMY bereitstellt. Aus Bohrleistung und Vortriebsgeschwindigkeit können Festigkeitsparameter ermittelt werden, während die Vibrationen durch das Bohren (wie das Einhämmern von MUPUS-PEN) eine Schallquelle für SESAME-CASSE darstellt.
Beisteller: Politecnico Milano.


ROLIS (Rosetta Lander Imaging System) ist eine hochauflösende, nach unten gerichtete Kamera und wird den Landeplatz während und nach der Landung in drei Farben fotografisch erfassen.
Beisteller: DLR Berlin.


ROMAP (Rosetta Lander Magnetometer and Spectrometer) besteht aus einem empfindlichen Magnetometer zur Messung der Magnetfelder des Kometen (Zusammenspiel von Sonnenwind, Koma und evt. Magnetfeld des Kerns) und einem Plasmaspektrometer zur Analyse der Plasmasphäre des Kometen.

APX (Alpha Proton Xray Spectrometer) analysiert die elementare Zusammensetzung (inkl. C,N,O) durch Bestrahlung mit Alpha-Partikeln und Analyse des rückgestreuten Alpha- und Röntgenspektrums.
Beisteller: MPI für Kosmochemie, Mainz.


PTOLEMY (Methods Of Determining and Understanding Light elements from Unequivocal Stable isotope compositions) wird mit einer Kombination von Gaschromatograph und Ionenfallen-Massenspektrometer die chemische und insbesondere Isotopenzusammensetzung des Kometenmaterials bestimmen.
Beisteller: Open University, Milton Keynes und Rutherford Appleton Laboratories, Chilton.

   

MUPUS (Multi-Purpose Sensors for Surface and Sub-Surface Science) besteht aus einem Temperatur- und Wärmeleitfähigkeitssensor, der 30 cm in den Kometenboden getrieben wird (PEN) sowie einem Infrarotsensor (Thermal Mapper), der die Temperatur der obersten Kruste misst. Außerdem sind Akzelerometern zur Festigkeitsuntersuchung des Kometenbodens und Temperatursensoren in die beiden Ankerharpunen eingebaut; beim Einschuss in den Untergrund wird aus dem Beschleunigungsverlauf die Festigkeit bestimmt, später bestimmt der Temperaturfühler den Temperaturverlauf in tieferen Schichten. MUPUS wird den Temperaturhaushalt des Komentenkerns als Langzeitexperiment verfolgen.
Beisteller: Universität Münster, DLR Berlin, Space Research Center Warschau.


SESAME (Surface Electric Sounding and Acoustic Monitoring Experiment) besteht aus drei Teilexperimenten: CASSE (Cometary Acoustic Surface Sounding Experiment) bestimmt über Analyse der Schallausbreitung im Kometenboden die Struktur des Materials; DIM (Dust Impact Monitor) misst den Staubfluß in der Umgebung des Landers, dreidimensional aufgelöst; PP (Permittivity Probe) sondiert den Untergrund elektrisch.
Beisteller: DLR Köln (mit MPS Göttingen für DIM und FMI Helsinki für PP, Fraunhofer IZFP für CASSE).


CONSERT (Comet Nucleus Sounding Experiment by Radiowave Transmission) ist ein Radio-Transpondersystem, daß den Kometenkern "durchleuchtet" und durch Messung der mittleren Dielektrizitätskonstanten Zusammensetzung und Porosität bestimmt und die großräumige Struktur/Schichtung des Kerns sowie kleinräumige Irregularitäten misst.
Beisteller: LPG Grenoble, CNRS Verrières-le Buisson Cedex.


COSAC (Cometary Sampling and Composition experiment) eine Kombination aus hochauflösendem Flugzeit-Massenspektrometer und chiralitätsempfindlichen Gaschromatographen, bestimmt die chemische Zusammensetzung des Kometenmaterials.
Beisteller: MPS Göttingen.


Elektronikbox In der "Common Electronics Box" des Landers befinden sich fast alle für das System lebensnotwendigen Elektronikkarten sowie der Großteil der Instrument-Elektronik Komponenten. Das Prinzip, möglichst viel Elektronik in einer gemeinsamen Box unterzubringen, wurde gewählt, um Masse und Platz zu sparen. Man vermeidet so, dass jedes Subsystem bzw. Instrument ein separates Aluminiumbehältnis bereitstellen muss und spart durch die eng gepackte Anordnung am Kabelbaum. Da sich nun die kritischen Komponenten des Landers (wie z.B. der Zentralrechner (CDMS) oder das Power System (PCS) hier befinden, muss sichergestellt werden, dass die Temperatur immer im zulässigen Bereich bleibt. Darüber hinaus spiegeln sich Aktivitätsperioden des Landers an dieser Stelle ganz deutlich im Temperaturprofil wieder.