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News: Besuch bei Merkur

Nach 33 Jahren erhält der innerste und kleinste Planet des Sonnensystems wieder Besuch von der Erde. Am 14. Januar wird sich die US-Raumsonde Messenger der kraterübersäten Oberfläche des Planeten bis auf 200 Kilometer annähern und dabei Bilder und Messdaten zur Erde funken.
Raumsonde Messenger beim Merkurvorbeiflug
Merkur darf als das Stiefkind der Planetenforschung gelten. Nur die NASA-Raumsonde Mariner 10 flog in den Jahren 1974 und 1975 insgesamt dreimal an ihm vorbei und konnte dabei rund 45 Prozent seiner Oberfläche mit ihrer Kamera erfassen. Die Bilder enthüllten eine kraterreiche Oberfläche, die derjenigen des Mondes zum Verwechseln ähnlich sieht.

Merkur ist wie unser Mond eine Art Museumswelt, da seine geo­logische Aktivität vor mehr als drei Milliarden Jahren erlosch. Seitdem verändert sich seine Oberfläche nur noch durch Einschläge von Planetoiden und Kometen, die dabei riesige Krater reißen.
Merkur im Porträt | Nein, dies ist kein Bild von der Rückseite des Mondes, sondern eine Ansicht des sonnennächsten Planeten Merkur, aufgenommen von der Raumsonde Mariner 10 im Jahre 1974. Die Oberfläche ist stark zerkratert und stammt aus der Frühzeit unseres Sonnensystems von vor mehr als vier Milliarden Jahren.


Überraschend entdeckte Mariner 10, dass Merkur von einem schwachen Magnetfeld umgeben ist. Seine Struktur ist, ähnlich wie bei der Erde, ein Dipolfeld mit magnetischem Nord- und Südpol. Unklar ist jedoch, wie Merkur dieses Feld erzeugt. Besitzt er noch einen flüssigen Eisenkern, oder handelt es sich um eingefrorenen Restmagnetismus, der in magnetischen Mineralen in der Merkurkruste gespeichert ist? Die Daten von Mariner 10 reichen nicht aus, um diese Frage endgültig zu klären. Abgesehen von erdgebundenen Radarbeobachtungen mit den Radioteleskopen in Goldstone, Kalifornien, und Arecibo in Puerto Rico, beschäftigte sich seit Mitte der 1970er Jahre kaum noch ein Forscher mit Merkur.

Nun aber erwacht das Interesse am Merkur erneut, denn die im August 2004 gestartete US-Raumsonde Messenger soll ihn bald im Detail erkunden: Im März 2011 wird sie in eine Umlaufbahn um den Planeten einschwenken.

Merkur ist aus energetischen Gründen sehr schwierig zu erreichen. Eine Raumsonde muss etwa sechzig Prozent der von der Erde beim Start mitgelieferten Bahnenergie loswerden, um so nahe an die Sonne heranzukommen. Die erforderlichen Bremsmanöver könnten zwar mit Raketenantrieben erfolgen, dann wäre aber die Sonde sehr schwer und damit auch viel zu teuer.

Planetenbillard

Messenger nutzte daher den Vorbeiflug an gleich drei Planeten, um jeweils einen Teil seiner Bewegungsenergie an sie abzugeben. Einmal passierte er die Erde und zweimal die Venus, unseren inneren Nachbarn. Nun muss er noch dreimal an Merkur vorbeifliegen, um dessen Sonnenumlaufbahn endgültig zu erreichen. Im März 2011 wird dann durch die Bremsmanöver der Geschwindigkeitsunterschied zwischen Messenger und Merkur so gering sein, dass ein kurzer Raketenschub der Bordtriebwerke ausreicht, um in eine Umlaufbahn um den Planeten einzutreten.

Ab dem 9. Januar nimmt Messenger zu Navigationszwecken erste Bilder des sonnennächsten Planeten auf. Da die Raumsonde dann noch rund 2,7 Millionen Kilometer von Merkur entfernt ist, sind sie nicht sonderlich scharf und zeigen hauptsächlich die Sichelgestalt des Merkur. Die Bilder werden teilweise auch überbelichtet, um im Hintergrund befindliche Sterne mit ablichten zu können. Aus der relativen Position von Merkur zu den Hintergrundsternen lässt sich dann die Bahnlage von Messenger genau ableiten. Sollten sich noch kleinere Abweichungen zur geplanten Bahn ergeben, können die Missionskontrolleure Bahnkorrekturen zum Feintuning vornehmen.

Ab dem 13. Januar beginnt die "Encounter Phase". Die Aufnahmen der Telekamera erreichen jetzt 16 Kilometer pro Bildpunkt und die Raumsonde befindet sich noch 633 000 Kilometer von Merkur entfernt. Die meisten Beobachtungen finden in der rund 26-stündigen "Near Encounter Phase" statt, die besten Bilder werden eine Auflösung von etwa hundert Metern pro Bildpunkt erreichen.

Am 14. Januar 2008 um 20:10 Uhr MEZ fliegt Messenger bis auf 200 Kilometer an Merkur heran. Dabei befindet sich die Sonde auf der Nachtseite des Planeten und kann keine Bilder aufnehmen. Dafür tastet der Laserhöhenmesser die Oberfläche ab und erstellt für einen schmalen Streifen erstmals ein Höhenprofil der im Dunklen liegenden Hemisphäre. Sechzehn Minuten nach dem dichtesten Vorbeiflug ist Messenger schon wieder 4400 Kilometer von Merkur entfernt und ein Teil der von Mariner 10 nicht erfassten Hemisphäre rückt jetzt in das Sichtfeld von Tele- und Weitwinkelkamera. Messenger wird nach dem Vorbeiflug den Merkur noch bis zum 17. Januar unter Beobachtung halten. Dann ist die Sonde schon wieder mehr als eine Million Kilometer vom sonnennächsten Planeten entfernt.

Gespannt warten die Forscher auch auf die neuen Messdaten zum Magnetfeld – vielleicht gelingt es schon bei diesem Vorbeiflug, seine wahre Natur aufzuklären.

TA

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