Kometen sind so eine Art tiefgekühlte Päckchen Urmaterie des Sonnensystems. Sie entstanden vermutlich zur gleichen Zeit wie die Sonne und die Planeten. Da sie sich die meiste Zeit ihres Daseins in den äußeren Bereichen des Sonnensystems, weit hinter Neptun, aufhalten, wo die Sonne mit ihrer Strahlung kaum noch Einfluss auf sie hat, sind sie in ihrer Zusammensetzung seit Milliarden von Jahren nahezu unverändert. Sie enthalten noch das Material, aus dem auch die Erde einst geformt wurde.
Ein Komet wurde nie, wie das sonst bei Planeten üblich ist, durch irgendwelche Prozesse umgeformt. Es gibt keinen flüssigen heißen Kern, keine Vulkane, keine Plattentektonik, keine Bodenerosion. Die meiste Zeit ist er tiefgefroren, und nur in Sonnennähe taut die oberste Schicht des Kometen auf und verflüchtigt sich zum Teil. Einzig Zusammenstöße mit anderen Kometen oder Kleinkörpern scheinen stattgefunden zu haben, denn auf Kometen wurden auch Einschlagkrater gefunden.
Nun wäre es interessant zu erfahren, aus welchen Bestandteilen genau sich die Kometen zusammensetzen, da wir dann auch ein Bild von der Urerde erhalten werden. Sie nur mit Teleskopen aus großer Entfernung zu beobachten hilft uns in dieser Frage nicht weiter. Besser wäre es, wenn wir Kometen direkt untersuchen und Teile von ihnen zur Erde bringen könnten, um sie in unseren Labors zu analysieren.
Inzwischen sind wir technisch in der Lage, solch anspruchsvolle Missionen zu Kometen durchzuführen. Einige dieser spannenden Unternehmungen werden hier vorgestellt.
Jagd auf den Halleyschen Kometen
Der Komet Halley ist nur etwa alle 75-77 Jahre mit bloßem Auge am Himmel zu sehen, weil er dann der Erde besonders nahe kommt.
Seine stark elliptische Bahn lässt ihn zwischen den Bahnen von Neptun und Merkur hin und her wandern. Befindet er sich weit draußen, können wir ihn nicht erkennen. Er ist einfach zu weit weg. Den Schweif hat er nur in Sonnennähe, und der lässt ihn dann auch größer erscheinen.
Im Jahr 1986 befand sich Komet Halley wieder einmal in Erdnähe.
Vega 1 und 2
Gleich fünf Raumsonden machten sich zu ihm auf den Weg, um ihn aus nächster Nähe zu erforschen und zu beobachten. Die Sowjetunion schickte zwei Sonden zu ihm, Vega 1 und 2. Die beiden waren zuerst bei Venus und setzten dort zwei Landeeinheiten ab. Anschließend machten sie sich auf den Weg zu Halley. Im März 1986 näherten sie sich ihm bis auf ca. 8000 Kilometer.
Sakigake
1985 startete Japan die Raumsonde Sakigake (zu deutsch Pionier) mit drei Beobachtungsinstrumenten an Bord. Im März 1986 kam die Sonde in einer Entfernung von 7 Millionen Kilometern an Halley vorbei. Möglicherweise gab es einen Fehler bei der Navigation, sodass Sakigake Halley nur aus der Ferne untersuchen konnte. Sakigake sollte später noch zwei weitere Kometen besuchen, allerdings ging ihr unterwegs der Treibstoff aus, und der Kontakt zur Erde brach ab.
Suisei
Japan schickte 1985 eine zweite Sonde zu Halley, diese hieß Suisei (zu deutsch Komet) und war genauso aufgebaut wie Sakigake, hatte aber andere Beobachtungsinstrumente dabei. Suisei näherte sich dem Kometen ebenfalls im März 1986 und hatte dabei einen Abstand von 151 000 Kilometern. Die Sonde schickte ihre Beobachtungsdaten zur Erde und sollte anschließend zu zwei weiteren Kometen reisen. Auch ihr ging dabei unterwegs der Treibstoff aus.
Mission Giotto
Die erfolgreichste Mission zu Halley wurde von der europäischen Raumsonde Giotto abgeliefert. Giotto (benannt nach einem Maler aus dem Mittelalter, der 1301 den Kometen Halley in einem berühmten Gemälde verewigte) startete am 2. Juli 1985 und näherte sich dem Kometen Halley am 14. März 1986 bis auf knapp 600 Kilometern. Trotz dieses Abstandes kam es zur Beschädigung einiger Instrumente, und die Sonde geriet ins Schlingern, konnte jedoch kurz darauf wieder stabilisiert werden. Die vorher gewonnenen Daten und Bilder waren glücklicherweise bereits live zur Erde gesandt worden, sodass Giotto trotz der Ausfälle eine große Datenmenge lieferte und neue Erkenntnisse über den Kometen erbrachte.
Was wissen wir nach all diesen Missionen nun (Neues) über Halley?
- Der Kern des Kometen ist etwa 15 km lang, 7-10 km breit und erdnussförmig.
- Halley ist dunkler als Kohle und hat eine ganz geringe Albedo, was wohl an den großen Staubmengen liegt, die sich auf seiner Oberfläche befinden. Was wir am Himmel sehen können, ist nur sein leuchtender Schweif, den der Komet in Sonnennähe entwickelt.
- Das ausgestoßene Material besteht zu 80 % aus Wasser, zu 10 % aus Kohlenmonoxid, der Rest aus Methan, Ammoniak und verschiedenen anderen Elementen.
- Der Komet verliert in Sonnennähe etwa 50 kg Material pro Sekunde!
Bei seiner letzten Annäherung 1986 verlor der Komet insgesamt etwa 500 Mio Tonnen Material, das sich nun entlang seiner Bahn verteilt. Im Mai und Oktober führt das zu einem vermehrten Auftreten von Sternschnuppen, weil die Erde dann seine Bahn kreuzt und etliche Partikel von Halley einsammelt.
Dadurch verringert Halley aber auch bei jedem Besuch im Inneren des Sonnensystems seine Leuchtkraft. Was mag er wohl im Jahr 1301 für einen beeindruckenden Anblick geboten haben, als ihn der Maler Giotto und seine Zeitgenossen am Himmel entdecken konnten!
Da die Raumsonde Giotto bei Halley so erfolgreich war, wurde sie anschließend zum nächsten Kometen geschickt. 1992 kam sie in einem Abstand von knapp 200 km am Kometen Grigg-Skjellerup vorbei. Das war bis dahin der knappste Vorbeiflug an einem Kometen. Anschließend wurde die Sonde abgeschaltet.
Die Erfahrungen, die die Wissenschaftler mit Giotto sammeln konnten, flossen später in weitere Kometenmissionen mit ein, beispielsweise bei Rosetta.
Mission Stardust
Im Jahr 1999 wurde erstmals eine Raumsonde gestartet, die einem Kometen folgen würde. Sie hieß Stardust (Sternenstaub), da sie hinter dem Kometen Wild 2 herfliegen und dessen Staub einsammeln sollte. Zu diesem Zweck hatte Stardust einen Staubkollektor dabei, ein Kästchen mit einem Gel darin, in dem die Staubteilchen des Kometen steckenbleiben konnten.
Im Januar 2004 war es dann soweit. Stardust näherte sich Wild 2 auf 240 km, öffnete den Staubkollektor, sammelte etwas von dem Staub in der Nähe des Kometen ein und fotografierte gleichzeitig den Kometenkern. Es klappte alles wunderbar, die Mission war ein voller Erfolg.
Um den eingefangenen Staub untersuchen zu können, flog die Sonde anschließend zur Erde zurück und warf im Januar 2006 die Kapsel mit dem Kometenstaub ab. Sie befindet sich jetzt in einem Labor.
Die Sonde Deep Impact (siehe weiter unten) setzte im Juli 2005 ein Projektil über dem Kometen Tempel ab und hinterließ dort etwa 20 m tiefen Krater. Durch das starke Staubaufkommen beim Einschlag war es aber nicht möglich, Fotos von der Einschlafstelle zu machen. Stardust sollte das nachholen.
Am 15. Februar 2011 passierte die Sonde den Kometenkern in 181 Kilometern Abstand mit einer Geschwindigkeit von 10,9 km/s und sendete von dem Vorbeiflug über eine Strecke von 5.000 Kilometern insgesamt 64 Bilder.
Aufnahmen kurz vor der dichtesten Annäherung zeigen sehr gut das Gebiet um den knapp 6 Jahre alten Einschlagkrater vom Deep Impact Impaktor.
Am 25. März 2011 um 0:33 Uhr MEZ brach der Funkkontakt zur Sonde schließlich ab. Sie befand sich zu diesem Zeitpunkt etwa 312 Millionen Kilometer von der Erde entfernt und hatte in den mehr als zwölf Jahren ihrer Missionsdauer einen Weg von fast sechs Milliarden Kilometern zurückgelegt. Seitdem treibt die Sonde in einer Umlaufbahn um die Sonne. (Quelle: Wikipedia)
Mission Deep Impact
Im Jahr 2005 geschah etwas Spektakuläres und noch nie Dagewesenes: Die Kometensonde 'Deep Impact' bombardierte am 4. Juli den Kometen Tempel 1 mit einem etwa kühlschrankgroßen Projektil von 370kg Masse, das hauptsächlich aus Kupfer bestand.
Es steckte aber keine böse Absicht dahinter (etwa den Kometen zu zerstören), sondern wissenschaftliche Neugier.
Man wollte das Material des Kometen ein wenig aufwirbeln und schauen, was wohl zum Vorschein kommen würde. Viele Teleskope auf der Erde und im Weltall richteten sich an diesem Tage auf den Kometen Tempel 1, um zu sehen, was passieren wird...
Etwas gewagt war die ganze Aktion schon, denn im Voraus konnte niemand wissen, wie der Komet auf das Bombardement reagieren würde:
- Wird der Komet auseinanderbrechen?
- Wird er seine Bahn ändern?
- Wird er dann auf die Erde stürzen?
- Wird überhaupt etwas passieren?
Nach dem Einschlag des irdischen Projektils wurde ungeheuer viel Staub aufgewirbelt, sodass man die Stelle des Einschlags nicht mehr sehen oder fotografieren konnte. Es dürfte ein Krater von etwa 100 Metern Durchmesser entstanden sein.
Schätzungsweise 10 000 Tonnen Material verlor der Komet an diesem Tag! Seine Bahn änderte sich dadurch aber nicht. Ein Großteil des ausgeworfenen Materials fiel nach und nach wieder auf den Kometen zurück, ein kleiner Teil verschwand auf immer im Weltall.
Deep Impact gelang es nicht, Form und Größe des Einschlagkraters zu dokumentieren, da das herausgesprengte Material die Sicht darauf versperrte.
Noch immer ist Deep Impact funktionsfähig und reist durchs Sonnensystem. Ende 2008 flog die Sonde am Kometen Boethin vorbei und fotografierte ihn aus nächster Nähe.
Am 4. November 2010 näherte sich die Sonde bis auf 700 km an den Kometen 103P/Hartley an und machte dabei ca. 118000 Aufnahmen.
Der Komet befand sich auf seiner Bahn in Sonnennähe und zog einen zarten Schweif hinter sich her. Direkt um den rund 2,2km langen erdnussförmigen Kometenkern herum entdeckte Deep Impakt ein heftiges "Schneegestöber". Das verursachten Tausende Wassereisklumpen, die um den Kometen herumwirbelten.
Diese Schneebälle werden tonnenweise von Gasstrahlen ins All geschleudert, die aus dem Inneren des Kometen herausschießen. Wenn sich der Komet in Sonnennähe erwärmt, sublimiert das Trockeneis unter seiner Oberfläche gleich in Kohlendioxid, ohne erst in den flüssigen Aggregatzustand überzuwechseln. Dadurch baut sich ein gewaltiger Druck auf.
Irgendwann hält das darüberliegende Material dem Druck nicht mehr stand. Dann schießen gewaltige Gasströme nach außen und reißen dabei Bruchstücke des Kometen mit sich.
Deshalb sehen wir einen Kometen nie als klar umrissenen Körper im Teleskop, sondern haben immer ein Gefühl der Unschärfe. Den Komet selbst kann man nur mit Hilfe einer Raumsonde aus nächster Nähe erkennnen. Uns Beobachtern auf der Erde verbirgt er sich hinter Gas und Staub und leuchtet nur ganz diffus.
Im Bild: Komet Hartley 2 am 4. November 2010
Mission Rosetta
Die ESA-Raumsonde Rosetta startete im März 2004 und wird den Kometen Tschurjumow-Gerasimenko auf einer komplizierten Schleifenbahn ansteuern. Erst 2014 wird sie dort ankommen. Mit an Bord ist die Landeeinheit Philae, die im November 2014 friedlich auf der Kometenoberfläche aufsetzen und sich dort verankern soll.
Philae soll direkt von der Kometenoberfläche hochaufgelöste Bilder zur Erde schicken und die nähere Umgebung mit einem Massenspektrometer untersuchen.
Rosetta wird den Kometen vorher ausgiebig fotografieren, sodass die Raumfahrtexperten eine gute Landestelle für Philae ausfindig machen können.
Philae wird dann huckepack mit dem Kometen mitreisen. Auf dem Weg durch das Sonnensystem wird sie direkt am Kometen Veränderungen registrieren können.
Wir werden dann aus nächster Nähe miterleben, was passieren wird, wenn sich der Komet der Sonne nähert, seine Oberfläche auftaut, sich eine Atmosphäre und ein Kometenschweif bilden. Diese Mission dürfte ab dem Jahr 2014 größte Aufmerksamkeit auf der Erde erwecken.
Aber auch vorher schon wird die Reise alles andere als langweilig sein, denn bei ihren zahlreichen Swing-By-Manövern kommt die Sonde an etlichen Mitgliedern des Sonnensystems vorbei und schießt Fotos. Am Ende der Mission wird sie schließlich zum 'Mond' des Kometen.
Dreimal holt sie sich bei der Erde Schwung (2005, 2007, 2009), einmal beim Mars (2007). Im September 2008 kommt sie am Asteroiden Šteins vorbei. Im Juli 2010 passiert sie den Asteroiden Lutetia.
2014 nähert sie sich dann dem Kometen Tschurjumow-Gerasimenko und fotografiert ihn ausgiebig. Im November 2014 setzt sie die Landeeinheit Philae ab. Anschließend wird sie den Kometen auf seiner Bahn begleiten, während dieser die Sonne umrundet.