Im freien Fall auf einen Kometen
© Jasiek Krzysztofiak / Nature; Sonde: ESA/J. Huart; Komet: ESA/Rosetta/NAVCAM; Gibney, E.: Landing on a comet. In: Nature 515, S. 172-173, 2014
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Die wichtigsten Etappen
© Jasiek Krzysztofiak / Nature; Philae auf Komet: ESA/ATG Medialab; Gibney, E.: Landing on a comet. In: Nature 515, S. 172-173, 2014
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Nach mehr als zehn Jahren Flugzeit und rund drei Monaten im Umlauf um den Kern des Kometen 67P steht nun der Höhepunkt der Rosetta-Mission unmittelbar bevor. Am Vormittag des 12. November 2014 soll sich die Tochtersonde Philae von ihrem Mutterschiff Rosetta trennen. Rund sieben Stunden eigenständiger Flug stehen ihr bevor, bis sie am frühen Abend des gleichen Tages hoffentlich weich und sicher auf der Oberfläche des Kometen aufsetzt und mit ihren Untersuchungen beginnen kann. Hier nun die geplanten Abläufe bis zur Landung und danach, wie sie die Europäische Raumfahrtbehörde ESA derzeit plant. Die angegebenen Zeiten für Ereignisse von Rosetta beziehen sich auf die Erdankunftszeit der Funksignale der Sonde. Zurzeit beträgt die Laufzeit der Signale vom Kometen zur Erde 28 Minuten und 20 Sekunden. Die Angaben erfolgen alle in Mitteleuropäischer Zeit (MEZ).

Mit den ersten Prozeduren wird bereits am Nachmittag des 11. November 2014 begonnen. Um 15 Uhr trifft sich das Flight Dynamics Team der ESA im Europäischen Raumfahrt-Operationszentrum ESOC in Darmstadt, um die Bahn von Rosetta exakt zu bestimmen. Um 19:33 Uhr wird die Landesonde Philae eingeschaltet, und die verschiedenen Bordsysteme werden hochgefahren. Dabei werden unter anderem elektrische Systeme vorgewärmt und die Hauptbatterie auf ihren Einsatz vorbereitet. Rund eine Stunde später wird erstmals darüber entschieden, ob Philae sich auf den Weg zur Kometenoberfläche machen kann. Die Entscheidung hängt davon ab, ob sich Rosetta wirklich exakt auf der vorgesehenen Bahn für das Absetzen befindet.

Die Bahn von Rosetta während der Landung von Philae
© ESA
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Hier ist die komplexe Bahn von Rosetta um den Kern des Kometen 67P zu sehen, welche die Sonde seit dem 31. Oktober 2014 durchläuft. Derzeit befindet sich Rosetta auf einer 30 Kilometer weiten Umlaufbahn und wird Philae am 12. November 2014 aussetzen. Danach führt die Sonde ein Schubmanöver durch, um sich in eine optimale Position zur Verfolgung der Landung zu bringen.

Um 21:03 Uhr schwenkt Rosetta auf die Aussetzausrichtung ein, das Manöver dauert rund 40 Minuten. Kurz vor 22 Uhr wird das Schwungrad zur Lagekontrolle von Philae hochgefahren, die entsprechenden Daten werden zur Erde gefunkt. Am 12. November 2014 um 1 Uhr morgens wird zum zweiten Mal darüber entschieden, ob die Prozeduren zur Landung weiterlaufen. Die Missionskontrolleure überprüfen, ob die Steuersequenzen für die Landung fertig sind und ESOC bestätigt offiziell, dass die Muttersonde Rosetta bereit ist. Eine Stunde später werden die Steuerbefehle an Rosetta übermittelt.

Zum dritten Mal wird um 2:35 Uhr entschieden, ob mit den Vorbereitungen zur Landung weitergemacht wird. Diesmal wird offiziell festgestellt, dass die Bordsysteme von Philae für die Landung bereit sind. Zweieinhalb Stunden später beginnt dann die Abtrennsequenz für Philae, und um 7:35 Uhr, spätestens um 8:35 Uhr, fällt die endgültige Go/No-go-Entscheidung. In den folgenden Stunden werden die diversen wissenschaftlichen Instrumente für ihren Einsatz aktiviert und die mechanischen Systeme für die Abtrennung und Landung scharf geschaltet. Schließlich beginnen sich um 10 Uhr die Schrauben des Absetzmechanismus an Bord von Rosetta zu drehen und stoßen Philae mit einer Geschwindigkeit von 21 Zentimetern pro Sekunde von der Muttersonde fort. Die Ankunft der Funksignale wird um 10:03:20 Uhr erwartet, die Abtrennung erfolgt in einem Zeitfenster von 94 Sekunden Dauer. Philae ist nun für die nächsten sieben Stunden auf sich allein gestellt, ein Eingreifen von der Erde aus ist nicht mehr möglich.

Eine Minute nach der Abtrennung nimmt die Kamera CIVA an Bord von Philae ein Abschiedsfoto der zurückweichenden Muttersonde auf, neun Minuten nach dem Abtrennen hat sich Philae schon rund 100 Meter vom Mutterschiff entfernt. Nun werden die Landebeine und ein Sensor-Ausleger ausgefahren, und Philae dreht sich in Flugrichtung. Um 10:43 Uhr führt die Muttersonde Rosetta ein Schubmanöver durch, um sich in optimale Position zur Verfolgung der Landung zu bringen. Rund eine Stunde vor der Landung beginnt Philae damit, Bilder vom Landeplatz während des Anflugs aufzunehmen. Ein Teil der dabei gewonnenen Bilddaten wird dabei live zu Rosetta übertragen.

Die Landung wird um 17:02:20 Uhr erwartet, dabei gibt es ein Zeitfenster von 40 Minuten Dauer, je nachdem, wie die extrem schwache Schwerkraft des Kometenkerns auf Philae einwirkt. Beim Aufsetzen zünden die beiden pyrotechnischen Harpunen und bohren sich in die Oberfläche, gleichzeitig drückt eine Kaltgasdüse, die Stickstoffgas ausstößt, Philae für rund 15 Sekunden sanft auf die Oberfläche. Schon rund fünf Minuten nach dem Aufsetzen nimmt Philae ein erstes Panorama des Landeplatzes auf und überträgt dieses direkt an Rosetta. Zudem beginnen die ersten wissenschaftlichen Instrumente mit ihren Messungen. Die ersten Bilder von Philae können frühestens um 18:45 Uhr via Rosetta auf der Erde eintreffen.