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OSIRIS - das allsehende Auge von Rosetta

Rosettas Schatten auf dem Kometen

OSIRIS-Bilder vom Vorbeiflug am Rosetta-Kometen am 14. Februar zeigen dessen Oberfläche mit beeindruckender Genauigkeit – und den Schatten der Raumsonde.

3. März 2015

Aufnahmen, die das wissenschaftliche Kamerasystem OSIRIS an Bord der ESA-Raumsonde Rosetta am 14. Februar 2015 beim Kometenvorbeiflug aus nur sechs Kilometern Abstand eingefangen hat, sind jetzt auf der Erde eingetroffen. Mit einer Auflösung von 11 Zentimetern pro Pixel zeigen die Daten detaillierte Strukturen auf der Oberfläche. Da sich zum Zeitpunkt der größten Annäherung Sonne, Rosetta und Komet nahezu perfekt auf einer Linie befanden, sind die Schnappschüsse nahezu frei von Schatten. Mit einer Ausnahme: Als Nebeneffekt der außergewöhnlichen Beobachtungsgeometrie lässt sich auf der Oberfläche des Kometen der Schatten von Rosetta inmitten eines hellen Kranzes erkennen.

Nahaufnahme der Region Imhotep auf dem Kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko eingefangen von der Telekamera des Kamerasystems OSIRIS w&auml;hrend Rosetta&rsquo;s Kometenvorbeiflug am 14. Februar 2015. Nur sechs Kilometer trennen das Raumfahrzeug von der Kometenoberfl&auml;che. Die Aufl&ouml;sung betr&auml;gt elf Zentimeter pro Pixel. Am unteren Bildrand ist der Schatten von Rosetta zu sehen. <br /><br /> Bild vergrößern
Nahaufnahme der Region Imhotep auf dem Kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko eingefangen von der Telekamera des Kamerasystems OSIRIS während Rosetta’s Kometenvorbeiflug am 14. Februar 2015. Nur sechs Kilometer trennen das Raumfahrzeug von der Kometenoberfläche. Die Auflösung beträgt elf Zentimeter pro Pixel. Am unteren Bildrand ist der Schatten von Rosetta zu sehen.

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Die heute veröffentlichte Aufnahme bildet einen Bereich von 228 x 228 Quadratmetern in der Nähe des Randes der Kometenunterseite ab. Dieses Gebiet liegt an der Grenze der Region Imhotep. Ein feines Netzwerk aus Steilhängen trennt glatt aussehendes Gelände von  zerklüfteterem. Die Aufnahme wurde aus einer Entfernung von sechs Kilometern aufgenommen und macht Strukturen von elf Zentimeter Größe sichtbar. Diese Auflösung wird nur von Bildern der ROLIS-Kamera an Bord von Philae übertroffen, die am 12. November 2015 während des Landeanflugs auf den Kometen entstanden. 

Das rote Quadrat in diesem Bild gibt an, welche Region auf der Unterseite des Kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko in der heute ver&ouml;ffentlichten Nahaufnahme zu sehen ist. <br /><br /> Bild vergrößern
Das rote Quadrat in diesem Bild gibt an, welche Region auf der Unterseite des Kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko in der heute veröffentlichten Nahaufnahme zu sehen ist.

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Während des Vorbeiflugs schrammte Rosetta nicht nur näher an „ihrem“ Kometen vorbei als je zuvor, sondern nahm auch eine einzigartige Beobachtungsposition ein: Für eine kurze Zeit während des Manövers waren Sonne, Raumsonde und Komet exakt auf einer Linie ausgerichtet. "Bilder aus dieser Perspektive sind von hohem wissenschaftlichen Wert", sagt Holger Sierks vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung (MPS) in Göttingen, wissenschaftlicher Leiter des OSIRIS-Teams. Da die Oberflächenstrukturen in dieser Anordnung so gut wie keine Schatten werfen, lassen sich Reflexionseigenschaften des Staubes auf der Oberfläche besonders gut erkennen. „Dieser Art von Aufnahmen sind der Schlüssel zu Untersuchungen der Korngröße“, fügt er hinzu.

Am unteren Rand des Bildes zeigt sich der Schatten von Rosetta als verschwommener, rechteckiger dunkler Fleck, der etwa 20 x 50 Quadratmeter misst. Verantwortlich für diese Abmessungen ist der Halbschatten des Raumfahrzeugs. Halbschatten treten auf, wenn ein Objekt von mehr als einer Lichtquelle beleuchtet wird – oder von einer ausgedehnten Lichtquelle wie der Sonne. In beiden Fällen trifft Licht aus verschiedenen Richtungen auf das Objekt. Überall dort, wo das Objekt die gesamte Lichtquelle verdeckt, entsteht der Kernschatten; dort, wo nur ein Teil der Lichtquelle verschwindet, erstreckt sich der Halbschatten. Bei einem Abstand von sechs Kilometern zwischen Rosetta und Kometenoberflächen müsste sich dort ein Halbschatten zeigen, der sowohl 20 Meter breiter, als auch 20 Meter länger ist als die Raumsonde selbst. Diese misst etwa 2 x 32 Quadratmeter. Da der Schatten auf eine geneigte Oberfläche fällt, ist er leicht verkürzt.

Auf der Oberfl&auml;che des Kometen zeigt sich Rosettas Halbschatten. Dieser tritt auf, wenn ein Objekt von einer ausgedehnten Lichtquelle wie der Sonne beleuchtet wird. Bild vergrößern
Auf der Oberfläche des Kometen zeigt sich Rosettas Halbschatten. Dieser tritt auf, wenn ein Objekt von einer ausgedehnten Lichtquelle wie der Sonne beleuchtet wird. [weniger]

Darüber hinaus erscheint die Umgebung des Schattens deutlich heller als der Rest der Kometenoberfläche. Wissenschaftler bezeichnen dieses Phänomen als Oppositionseffekt. Es ist beispielsweise auf Fotografien zu sehen, die Astronauten auf dem Mond schossen. Typischerweise tritt der Oppositionseffekt auf rauen, von Regolith überzogenen Oberflächen auf, wenn das Licht aus derselben Richtung einfällt, in die es reflektiert wird. In dieser Situation verschwinden die Schatten, die die Oberflächenrauigkeit üblicherweise wirft, und die Helligkeit nimmt deutlich zu. Dieser Effekt wird durch Rückstreuung von Licht durch kleine Partikel auf der Kometenoberfläche weiter verstärkt.

Rosetta ist eine Mission der Europäischen Weltraumagentur ESA mit Beiträgen der Mitgliedsstaaten und der amerikanischen Weltraumagentur NASA. Rosettas Landeeinheit Philae wurde von einem Konsortium unter Leitung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR), des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung (MPS) und der französischen und italienischen Weltraumagentur (CNES und ASI) zur Verfügung gestellt. Rosetta ist die erste Mission in der Geschichte, die einen Kometen anfliegt, ihn auf seinem Weg um die Sonne begleitet und eine Landeeinheit auf seiner Oberfläche absetzt.

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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