Planetenforschung
Merkur - ein unwirtlicher Platz an der Sonne
Merkur ist ein kleiner, bislang wenig erforschter Planet nahe der Sonne. Ab 2020 wird die Satellitenmission BepiColombo mit Magnetometern und einer Ionenkamera vom ÖAW-Institut für Weltraumforschung das planetare Magnetfeld und die Wechselwirkungen mit dem Sonnenwind erkunden.
Merkur ist wegen seiner Nähe zur Sonne schwer zu beobachten. Aus irdischer Perspektive zieht er in der Dämmerung knapp über dem Horizont vorüber. Noch schwieriger aber ist er vor Ort zu erforschen. Die erste Raumsonde zum Merkur, Mariner 10 der NASA, übermittelte in den 1970er Jahren erstmals im Vorbeiflug Informationen zur Erde. Noch näher an den Planeten mit den extremen Temperaturunterschieden herangekommen ist die NASA-Mission MESSENGER. Sie umkreist ihn seit März 2011.
Schon aber ist die nächste Raumsonde, genannt BepiColombo, im Bau: diesmal von der ESA, der europäischen Raumfahrtbehörde. Sie hat in einer Kooperation mit der japanischen Raumfahrtagentur JAXA vor allem die Eigenheiten des Magnetfeldes von Merkur im Blick. An dieser Mission ist das ÖAW-Institut für Weltraumforschung (IWF) in Graz federführend beteiligt. Die Planung begann im Jahr 1999. Im Jahr 2014 wird BepiColombo eine sechsjährige Reise antreten und soll 2020 zwei Teilsatelliten in verschiedene Umlaufbahnen des Merkurs absetzen. "Bei der Reise zum Merkur kann man nicht die Direttissima nehmen, sondern muss sich dem Planeten in einer ausgeklügelten Spirale nähern. Die Sonne, die dem Merkur so nahe steht, ist dabei die größte Gefahr: BepiColombo mitsamt der präzisen Messinstrumente muss beispielsweise den starken Erschütterungen beim Start standhalten, dem Sonnenwind mit seinen hochenergetischen Teilchen und natürlich den extremen Temperaturen", erklärt Wolfgang Baumjohann, IWF-Direktor und Leiter der österreichischen Beiträge zu BepiColombo.
Informationsquelle Magnetfeld
Mariner 10 hatte den fernen Planeten vorwiegend über Radarmessungen erkundet und dabei eher zufällig entdeckt, dass Merkur auch ein Magnetfeld besitzt. Die neue Mission fokussiert auf die Erforschung des Magnetfeldes. Astrophysiker(innen) wollen klären, woher sein Magnetfeld kommt, warum der kleine Planet so schwer ist und welche Effekte seine große Nähe zur Sonne hat. Eine Vermutung ist, dass das Magnetfeld - ähnlich wie bei der Erde - aufgrund des in Drehung befindlichen teilweise flüssigen Eisenkerns zustande kommt. Da sich Merkur aber vergleichsweise langsamer dreht als die Erde (ein Merkurtag dauert knapp zwei Erdenmonate) wäre auch das Magnetfeld schwächer. Eines der Ziele von BepiColombo ist es deshalb, mehr Daten über Struktur und Dynamik des Magnetfeldes zu erhalten. Die räumliche Strukturierung des Magnetfeldes gibt außerdem Hinweise darauf, wie es im Inneren des Planeten aussieht. Für den Vergleich mit der Erde sind vor allem die komplexen Wechselwirkungen des Magnetfeldes mit dem an der Position des Merkurs noch sehr kräftigen Sonnenwind interessant.
Mit an Bord: Messgeräte aus Graz
BepiColombo bringt zwei Satelliten in die Umlaufbahnen des Merkurs: Der europäische Mercury Planetary Orbiter (MPO) wird den Merkur in 400 bis 1500 Kilometern Höhe umkreisen, der japanische Mercury Magnetospheric Orbiter (MMO) in 400 bis 12 000 Kilometern. Beide Satelliten werden über eine Informationsschnittstelle verbunden sein, und MPO wird alle Daten zur Erde senden. Beide sollen den Merkur mindestens ein Erdenjahr lang als künstliche Trabanten begleiten. Das IWF hat beide mit Magnetometern ausgestattet. MPO fokussiert auf die Oberfläche und die innere Struktur. An Bord wird sich auch eine Ionenkamera des IWF befinden. Sie ermöglicht die Analyse der Exosphäre, gasförmiger "Ausdünstungen" des an sich atmosphärelosen Merkurs. MMO konzentriert sich auf die Wechselwirkungen mit der Sonne (Sonnenwind und Schwerefeld). "Wir erhoffen uns durch diese Mission die Klärung fundamentaler Fragen, die uns auch das Verständnis für unseren eigenen Planeten erleichtern. Außerdem werden wir anhand der Daten von BepiColombo auch konkret überprüfen können, was Einstein in der allgemeinen Relativitätstheorie über das Wesen der Gravitation postuliert hat", fasst Wolfgang Baumjohann zusammen.
Kontakt:
Prof. Wolfgang Baumjohann
Institut für Weltraumforschung (IWF)
Österreichische Akademie der Wissenschaften (ÖAW)
Schmiedlstraße.6, 8042 Graz
T +43 316 4120-501
wolfgang.baumjohann@oeaw.ac.at
www.iwf.oeaw.ac.at
Oktober 2011