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Wo ist Philae?

Unübersichtliche Geröllfelder und schwierige Belichtungsverhältnisse erschweren die Suche nach der Landeeinheit der Raumsonde Rosetta.   

30. Januar 2015

Nicht einmal, sondern gleich viermal hat Philae, die Landeeinheit der ESA-Raumsonde Rosetta, am 12. November vergangenen Jahres die Oberfläche des Kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko berührt. Erst nach zwei “Hüpfern” und einer leichten Berührung mit einem Felsbrocken oder Vorsprung kam Philae zum Stehen. Der erste Sprung führte das kleine Raumschiff nicht nur weit weg von der ursprünglich anvisierten Landestelle, sondern auch aus dem Blickfeld des Kamerasystems OSIRIS, das an Bord von Rosetta die Landung mitverfolgte. Seitdem wertet das OSIRIS-Team Bilder der Landeregion aus, um Philae zu finden. Doch die zerklüftete Oberfläche und schwierige Belichtungsverhältnisse machen dies zu einer kniffligen Aufgabe.

Bilder dieser Art nutzt das OSIRIS-Team bei seiner Suche nach Philae. In diesem Mosaik-Bild sind vier Aufnahmen der Landeregion, die alle am 13. Dezember 2014 aus einer Entfernung von 18 Kilometern &uuml;ber der Oberfl&auml;che des Kometen entstanden, zusammengef&uuml;gt. <br /><br /> Bild vergrößern
Bilder dieser Art nutzt das OSIRIS-Team bei seiner Suche nach Philae. In diesem Mosaik-Bild sind vier Aufnahmen der Landeregion, die alle am 13. Dezember 2014 aus einer Entfernung von 18 Kilometern über der Oberfläche des Kometen entstanden, zusammengefügt.

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Die endgültige Landestelle von Philae, die seit Kurzem den Namen „Abydos“ trägt, muss ein unwirtlicher Ort sein. Messungen das Radiowelleninstruments CONSERT konnten das Suchgebiet auf eine Region von 350 mal 30 Metern Größe am Außenrand des Hatmehit-Beckens auf dem Kopf, dem kleineren Teil, des Kometen eingrenzen. Hohe Klippen ragen dort empor, die Oberfläche ist zerfurcht und gleicht einem Geröllfeld. „Für das Auffinden von Philae ist dieses Gebiet äußerst ungünstig“, erklärt Dr. Holger Sierks vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung (MPS), Leiter des OSIRIS-Teams. Seit Wochen werten er und sein Team Aufnahmen der Landeregion aus. „Wir haben schon mehrere Strukturen entdeckt, die der Landeeinheit ähnlich sehen. Doch bei keinem dieser Kandidaten sind wir uns sicher“, fasst Sierks den aktuellen Stand zusammen.

Das Problem: Nach der Landung entfernte sich Rosetta (und mit ihr das Kamerasystem OSIRIS) wieder deutlich vom Kometen und umkreist ihn seitdem in Entfernungen von etwa 18 und 28 Kilometern von der Oberfläche. Mit einer Größe, die vergleichbar ist mit der einer Waschmaschine, überdeckt Philae selbst auf OSIRIS-Bildern, die aus 18 Kilometern Abstand aufgenommen werden, gerade einmal 3 Pixel. „Die Geröllfelder im Bereich der Landestelle sind übersät von Strukturen dieser Größe“, erklärt Sierks.

Diese Aufnahme, die der Weitwinkelkamera von OSIRIS am 12. November 2014 um 18.18 Uhr Mitteleurop&auml;ischer Zeit gelang, zeigt einen winzigen hellen Fleck &uuml;ber den steilen Klippen am Rand des Hatmehit-Beckens. Wissenschaftler halten es f&uuml;r m&ouml;glich, dass es sich bei dem Fleck um die Landeeinheit Philae kurz vor ihren beiden letzten Bodenkontakten um 18.25 und 18.32 Uhr handelt.<br /><br /> Bild vergrößern
Diese Aufnahme, die der Weitwinkelkamera von OSIRIS am 12. November 2014 um 18.18 Uhr Mitteleuropäischer Zeit gelang, zeigt einen winzigen hellen Fleck über den steilen Klippen am Rand des Hatmehit-Beckens. Wissenschaftler halten es für möglich, dass es sich bei dem Fleck um die Landeeinheit Philae kurz vor ihren beiden letzten Bodenkontakten um 18.25 und 18.32 Uhr handelt.

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Auch die Belichtungsverhältnisse erschweren die Arbeit des Teams. Je nachdem aus welcher Richtung Rosetta auf das Gebiet blickt und wie die Sonne gerade steht, ergeben sich völlig verschiedene, zum Teil sehr lange Schattenwürfe. Dadurch bieten Aufnahmen, die an unterschiedlichen Tagen von der Landeregion aufgenommen wurden, im Detail einen völlig anderen Blick auf die Landeeinheit.

Von Ende November bis Anfang Dezember starteten die ESA und das OSIRIS-Team eine Suchkampagne. Aus den Aufzeichnungen des Philae-Bordcomputers war bekannt, dass die Landeeinheit im Verlauf einer Kometenumdrehung nur für eine Stunde und 20 Minuten Sonnenlicht erhält – und folglich in dieser Zeit nicht im Schatten liegt. Die Zeitpunkte für die OSIRIS-Aufnahmen wurden speziell so gewählt, dass sie mit diesen 80 Minuten zusammenfielen. Allerdings blieben auch diese Bemühungen bisher ohne Erfolg. Der Grund könnte in der Beobachtungsgeometrie zu suchen sein. Rosetta flog in dieser Zeit entlang der Tag-Nacht-Grenze des Kometen und befand sich somit in einem rechten Winkel zur Verbindungslinie zwischen 67P und Sonne. Falls sich Philae, wie einige Wissenschaftler vermuten, tatsächlich in einer Art Spalte oder an einem Steilhang befindet, könnte bei dieser Anordnung zwar Sonnenlicht auf die Landeeinheit treffen, Rosetta sie aber nicht sehen.

Philaes ungeplanter Irrflug über die Kometenoberfläche lässt sich deshalb bisher nur unvollständig rekonstruieren. Daten von Philaes Bordcomputer, die kurz nach der Landung zur Erde gefunkt wurden, geben die genauen Uhrzeiten der drei „Aufsetzer“ an: 16.43 Uhr, 18.25 Uhr und zuletzt 18.32 Uhr Mitteleuropäischer Zeit. Messungen des Magnetometers ROMAP legen nahe, dass Philae um 17.20 Uhr – also während des ersten Hüpfers - die Oberfläche kurz berührte oder streifte. Den ersten Teil dieser Reise konnte OSIRIS begleiten: Eine Serie von 19 Bildern zeigt den sechsstündigen Landeanflug, ein Abdruck des Landegestells im Kometenstaub dokumentiert das erste Aufsetzen und auf weiteren Aufnahmen ist Philae im Schwebeflug zu erkennen. Nur das entscheidende Bild, das Philae an seiner endgültigen Landestelle zeigt, steht noch aus.

Philaes Landeanflug auf den Kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko. Die Bilder wurden am 12. November 2014 aufgenommen vom wissenschaftlichen Kamerasystem OSIRIS an Bord der ESA-Raumsonde Rosetta. Die Uhrzeiten, die im Bild angegeben sind, sind in der so genannten Universalzeit angegeben. Mitteleurop&auml;ische Zeit erh&auml;lt man durch Addieren einer Stunde.&nbsp; &nbsp;<br /><br />
Philaes Landeanflug auf den Kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko. Die Bilder wurden am 12. November 2014 aufgenommen vom wissenschaftlichen Kamerasystem OSIRIS an Bord der ESA-Raumsonde Rosetta. Die Uhrzeiten, die im Bild angegeben sind, sind in der so genannten Universalzeit angegeben. Mitteleuropäische Zeit erhält man durch Addieren einer Stunde.   

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Wann dieses vorliegen wird, ist noch unklar. Für Mitte Februar plant die ESA einen näheren Vorbeiflug am Kometen: Nur sechs Kilometer sollen Rosetta dann von seiner Oberfläche trennen. So nah ist die Raumsonde „ihrem“ Kometen bisher noch nicht gekommen. Allerdings ist ein Überflug der Landeregion nicht vorgesehen. Stattdessen wird Rosetta ihr Augenmerk auf den Körper des Kometen, den größeren der beiden Teile, richten. „Der Zeitplan für Rosetta's wissenschaftliche Aktiviäten ist sehr voll und wird mehrere Monate im Voraus festgelegt. Eine umfangreiche Kampagne zur Suche nach Philae hatten wir für diesen Vorbeiflug deshalb nicht eingeplant“, so Matt Taylor von der ESA, wissenschaftlicher Leiter der Rosetta-Mission.

Nach dem Vorbeiflug wird Rosetta in einem deutlich größeren Abstand als bisher um 67P/Churyumov-Gerasimenko kreisen. Das OSIRIS-Team hofft nun, dass sich im späteren Verlauf der Mission eine andere Gelegenheit ergeben wird, die Landeregion aus der Nähe zu betrachten – und damit günstigere Bedingungen, um das kleine, mutige Raumschiff auf der Kometenoberfläche zu entdecken.

Das wissenschaftliche Kamerasystem OSIRIS wurde von einem Konsortium unter Leitung des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung in Zusammenarbeit mit CISAS, Universität Padova (Italien), Laboratoire d'Astrophysique de Marseille (Frankreich), Instituto de Astrofísica de Andalucia, CSIC (Spanien), Scientific Support Office der ESA (Niederlande), Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (Spanien), Universidad Politéchnica de Madrid (Spanien), Department of Physics and Astronomy of Uppsala University (Schweden) und dem Institut für Datentechnik und Kommunikationsnetze der TU Braunschweig gebaut. OSIRIS wurde finanziell unterstützt von den Weltraumagenturen Deutschlands (DLR), Frankreichs (CNES), Italiens (ASI), Spaniens (MEC) und Schwedens (SNSB).

 
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