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Göttingen Abschluss der NASA-Mission „Dawn“ zum Kleinplaneten Ceres
Campus Göttingen Abschluss der NASA-Mission „Dawn“ zum Kleinplaneten Ceres
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18:32 10.09.2018
Auf dem Bild ist Ceres mit dem Krater Occator zu sehen. Quelle: NASA
Göttingen/Berlin

Der Kleinplanet sei in „bisher bester Auflösung kartiert“ worden. Beteiligt ist auch ein Wissenschaftler des Göttinger MPI für Sonnensystemforschung.

Die Mission Dawn wird von der US-Weltraumbehörde Nasa geleitet. Die University of California in Los Angeles ist für den wissenschaftlichen Teil der Mission verantwortlich. Das Kamerasystem an Bord der Raumsonde wurde unter Leitung des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung in Göttingen in Zusammenarbeit mit dem Institut für Planetenforschung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Berlin und dem Institut für Datentechnik und Kommunikationsnetze in Braunschweig entwickelt und gebaut. Die Nasa-Mission wurde bereits mehrmals verlängert und übertreffe damit die Erwartungen der Wissenschaftler bei der Erforschung der beiden Planetenkörper Ceres und Vesta, so ein DLR-Sprecher. Ceres und Vesta machen 45 Prozent der Masse des Asteroidengürtels zwischen Mars und Jupiter aus.

Zehnfach genauere Bilddaten: „Ein fastastischer Erfolg“

Dawn wird in den nächsten Wochen der Treibstoff ausgehen. Die Raumsonde werde zwar noch Jahrzehnte um Kleinplanet Ceres kreisen, allerdings sei es für die Forscher unmöglich, weiterhin Kontakt mit ihr zu halten, teilt der Sprecher des DLR mit. Zuvor legt das Wissenschaftlerteam des deutschen Kamerasystems an Bord noch einmal eine deutlich verbesserte Kartierung des größten Objekts im Asteroidengürtel (animiert am Beispiel des größten Kraters Occator) vor. „Wir haben seit vergangenem Jahr durch einen elliptischen Orbit, der Dawn in der größten Annäherung bis hinunter auf 35 Kilometer an die Oberfläche heranbringt, Aufnahmen von bis zu drei Metern pro Bildpunkt erreichen können“, sagt Planetenforscher und Mitglied des Kamera-Teams der Dawn-Mission Prof. Ralf Jaumann vom DLR. „Damit haben wir nahezu zehnfach genauere Bilddaten erhalten, ein fantastischer Erfolg.“

Annäherung in der dreifachen Flughöhe eines Passagierjets

Die bisher höchstaufgelösten Bilddaten mit 32 Metern pro Bildpunkt stammten aus der sogenannten Kartierungsphase in niedrigem Orbit (LAMO) mit einer Flughöhe von 370 Kilometern. Seit Juli 2017 befindet sich Dawn in der erweiterten Missionsphase zwei (XM2), in der die Forscher die Raumsonde von einem kreisförmigen auf einen elliptischen Orbit lenkten. Dieser ermöglicht auf einer Seite der Bahn die extreme Annährung, die dort gerade noch der dreifachen Flughöhe eines Passagierjets entspricht. Die nun veröffentlichte Animation zeigt ein vorläufiges hochauflösendes Bildmosaik des gewaltigen Einschlagskraters Occator mit rund fünf Metern pro Pixel aus XM2-Daten im Vergleich mit den zuvor bereits gesammelten LAMO-Daten. Grundlage für das Video sind über 1000 Bilder der deutschen Kamera, mehr als 600 Stereokombinationen sowie 1,8 Milliarden berechnete Punkte auf der Oberfläche, aus denen die Forscher des Berliner DLR-Instituts für Planetenforschung ein dreidimensionales Höhenmodell erstellten.

Dr. Andreas Nathues vom MPI für Sonnensystemforschun in Göttingen. Quelle: r

Dawn ist bald allein im All – der Göttinger Wissenschaftler Dr. Andreas Nathues spricht im Interview über die Bedeutung der Mission

Nach ungefähr elf Jahren im All endet die Nasa-Mission Dawn. Das Göttinger Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung ist seit 2003 ein wichtiger Teil der Mission. Das Institut hat das wissenschaftliche Kamerasystem von Dawn federführend entwickelt und betrieben. Auf dessen Messdaten fußen viele der wichtigsten wissenschaftlichen Erkenntnisse. In einem Interview blickt MPS-Wissenschaftler Dr. Andreas Nathues, Leiter des Kamerasystems, zurück.

Vesta und Ceres sind Überbleibsel aus der Entstehungsphase der erdähnlichen Planeten. Ihre Entwicklung zu verstehen und so Erkenntnisse über die Entstehung des Sonnensystems zu sammeln, war eines der Hauptziele von Dawn. Was wurde in dieser Hinsicht erreicht?

Nathues: Viel. Vesta und Ceres spielen in der Tat eine Schlüsselrolle, wenn es darum geht zu verstehen, wie diese Region des Sonnensystems entstanden ist. Erst durch Dawn haben wir eine gesicherte Vorstellung davon, wie beide Körper im Innern aufgebaut sind und aus welchen Stoffen ihre Oberfläche besteht. Die innere Schichtstruktur von Vesta aus metallischem Kern, Gesteinsmantel und -kruste sowie die Zusammensetzung der Oberfläche beweisen, dass der Körper einst heißt und geschmolzen war. Ceres hingegen zeigt diesen Aufbau nicht, hatte dafür aber einen unterirdischen Ozean, von dem Reste möglicherweise heute noch vorhanden sind.

Was bedeutet das?

Nathues: Ceres war die große Überraschung der Dawn-Mission. Zuvor gingen einige Wissenschaftler davon aus, dass dies ein eher einfach aufgebauter Körper ist. Es gab Theorien, die seine geringe Dichte mit hoher Porosität erklärten. Heute wissen wir, dass dies falsch ist. Unter der Oberfläche von Ceres befinden sich unterirdische Wasserreservoirs, die zum Teil bis in die jüngere geologische Vergangenheit als salzhaltige Lösung austraten. Spuren davon finden sich in den charakteristischen hellen Flecken von Ceres, etwa im Occator-Krater, der bereits in der Anflugphase herausstach. Die Flecken bestehen aus Salzablagerungen. Wir glauben, dass das ausgetretene Wasser verdampft ist und so eine dünne Exosphäre aus Wasserdampf speisen konnte.

Mitte 2017 stand zur Entscheidung, den restlichen Treibstoff für die Erkundung eines dritten Körpers im Asteroidengürtel zu nutzen. Sie blieben bei Ceres. Hat sich diese Entscheidung ausgezahlt?

Nathues: Auf jeden Fall. Die vergangenen Monate haben noch einmal all unsere Erwartungen übertroffen. Seit Juni kreist Dawn in stark elliptischen Umlaufbahnen um Ceres, die die Raumsonde auf etwa 35 Kilometer an den Zwergplaneten heranführen. Wir haben Aufnahmen gemacht mit einer Auflösung von weniger als fünf Metern pro Pixel. Das ist sensationell!

Von Stefan Kirchhoff / r

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