Dawn überfliegt Roten Planeten

Asteroidenmission erreicht Mars (Update: erste Bilder!)

Die größten Asteroiden sind ihre Mission, doch unterwegs hat die Sonde Dawn noch ein hohes Ziel: Bei einer Kurskorrektur, die gleichzeitig der Geschwindigkeitszunahme diente, ist Dawn letzte Woche in der Nacht von Dienstag auf Mittwoch kurz nach Mitternacht am Mars vorbeigeflogen und hat über dessen Vulkanregion Tharsis seine in Deutschland gebauten Kameras erprobt. Erste Bilder zeugen von einem vollen Erfolg.
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Das Bild zeigt in einer Fotomontage, wie sich die Sonde in der Nacht vom 17. auf 18. Februar 2009 dem Mars nähert und dann auf der Tagseite den Marsäquator überquert. Anschließend wird Dawn über die Südhalbkugel fliegen und sich wieder vom Mars entfernen.

Das Bild zeigt in einer Fotomontage, wie sich die Sonde in der Nacht vom 17. auf 18. Februar 2009 dem Mars nähert und dann auf der Tagseite den Marsäquator überquert. Anschließend wird Dawn über die Südhalbkugel fliegen und sich wieder vom Mars entfernen.

Generalprobe am Roten Planeten

Morgendämmerung am Mars: Ein Bahnkorrekturmanöver am Roten Planeten führt die Nasa-Sonde Dawn („Morgendämmerung“) am Mittwoch bis auf 550 Kilometer an den Mars heran. Die Forscher am Boden nutzen die Gelegenheit, um eine Bordkamera zu testen – spektakuläre Fotos nicht ausgeschlossen. Passend zur Uhrzeit von 1:27 MEZ nähert sich Dawn dem Mars von der Nachtseite und überfliegt dann von der Nordhalbkugel aus die am Äquator gelegene Tharsis-Region. Das prominentestes Fotomotiv dort, den Olympus Mons, lässt sie jedoch links liegen: Ihr Sucher nimmt genau die Fläche zwischen ihm und den Tharsis-Vulkanen Tharsis Tholus, Ascraeus Mons und Pavonis Mons aufs Korn.

Dawn hat zwei baugleiche Framing-Cameras (FC) an Bord, eine Koproduktion des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung und des DLR-Instituts für Planetenforschung. Sie dienen sowohl der Forschung als auch der Navigation. Eine davon wird während des Vorbeiflugs in Betrieb sein und Testfotos vom Mars schießen. Zeitversetzt um eine Stunde überfliegt und fotografiert anschließend die Esa-Sonde Mars Express das gleiche Gebiet. Die Forscher werden Dawns Fotos mit denen der HRSC-Kamera an Bord von Mars Express vergleichen und daraus ersehen, wie leistungsstark beide Instrumente sind. Extrem anspruchsvoll ist dabei das exakte Ausrichten beider Sonden – immerhin ist Dawn bereits mit 20.000 Kilometern pro Stunde unterwegs, und die fotografierten Gebiete sollen sich möglichst genau decken.

Ihre Weitsicht haben die Dawn-Kameras schon kurz nach dem Start der Sonde am Sternbild Krebs erprobt. Nun geht es darum, ob die FCs auch auf kurze Entfernung scharfe Bilder liefern. Der Mars ist hierfür aufgrund von Dawns Flugbahn das einzig mögliche Testobjekt.
Marsvorbeiflug mit zwei Zielen: Zum einen wird die Fluggeschwindigkeit der Sonde gesteigert und so der Radius ihrer Bahn in Richtung des Asteroiden-Hauptgürtels erweitert. Außerdem Dawn wird durch den Marsvorbeiflug in die Bahnebene der Asteroiden gelenkt

Marsvorbeiflug mit zwei Zielen: Zum einen wird die Fluggeschwindigkeit der Sonde gesteigert und so der Radius ihrer Bahn in Richtung des Asteroiden-Hauptgürtels erweitert. Außerdem Dawn wird durch den Marsvorbeiflug in die Bahnebene der Asteroiden gelenkt

Dawn ist auf dem Weg in den Asteroiden-Hauptgürtel, der Region zwischen Mars und Jupiter, in der sich die meisten Planetoiden befinden. Dort wird die Sonde zunächst im August 2011 den Asteroiden Vesta erreichen und diesen zehn Monate lang umkreisen. Anschließend geht es noch 1,6 Milliarden Kilometer weiter zu Ceres. Auch hier schwenkt Dawn in einen Orbit ein.

(4) Vesta und (1) Ceres sind keine x-beliebigen Himmelskörper, sondern der größte (Ceres) und drittgrößte (Vesta) Asteroid im Hauptgürtel. Der Riesenasteroid Ceres ist mit einem Durchmesser von knapp tausend Metern sogar so gigantisch, dass er wie inzwischen auch Pluto als Zwergplanet zählt. Vesta hingegen ist nach (2) Pallas zwar „nur“ der drittgrößte, aber dafür zweitschwerste Steinbrocken im Asteroidengürtel. Wie sich an der Nummerierung erkennen lässt, gehören Ceres und Vesta zudem zu den ersten Asteroiden, die von der Erde aus beobachtet wurden: Ceres am 1. Januar 1801 von Giuseppe Piazzi und Vesta 1807 von Heinrich Olbers.

Innovativ ist dagegen das Ionentriebwerk, das für den Schub der Sonde sorgt. Als extrem sparsame Kraftquelle gewinnt es seinen Vortrieb aus einzelnen Xenonatomen, die ionisiert, elektrostatisch beschleunigt und zu einem Strahl ausgerichtet werden. So reichen 425 Kilogramm Treibstoff für die Gesamtstrecke von mehr als 4,4 Milliarden Kilometern – obwohl die Ionenkanonen über lange Strecken kontinuierlich feuern.

Die Nasa verspricht sich von der Dawn-Mission Aufschlüsse über frühe Phasen unseres Sonnensystems. Die beiden Zielasteroiden unterscheiden sich stark und eignen sich daher zusätzlich zu ihrer Popularität gut für Vergleiche. Während Vesta trocken zu sein scheint und vielfältige Landschaftsformen aufweist, die unter anderem auf Lavaflüsse hindeuten, zeigt Ceres trotz einer staubigen Oberfläche Hinweise auf Wasser. Forscher halten hier gar einen dicken Mantel aus Wassereis für denkbar. „Welche Rolle spielte der Faktor Größe dabei, wie sich die Planeten im Sonnensystem entwickelten? Und wie beeinflusste Wasser den Prozess der Planetenbildung?“ – das sind zwei der wichtigsten Fragen, die die Nasa an ihre Dawn-Mission stellt.

Carolin Konermann ist Technikjournalistin in Köln.