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Special: Tschuri, Rosetta und Philae - Die Rosetta-Mission und die Landung von Philae auf Komet Tschurjumow-Gerassimenko

Der Komet Hale-Bopp im Nordamerikanebel

Kometen in der Geschichte


Kometen gehören zu den spektakulärsten Erscheinungen am Nachthimmel und wurden wegen ihres scheinbar willkürlichen Auftretens lange Zeit für Unglücksboten gehalten. Auch ihr Ursprung war unklar und wurde häufig auf Verbrennungsvorgänge innerhalb der irdischen Atmosphäre zurück geführt. Erst der britische Astronom Edmund Halley konnte die Rückkehr des nach ihm benannten Kometen für 1758 vorhersagen und damit eindeutig dessen Status als unabhängiger Himmelskörper mit einer Umlaufzeit von 76 Jahren beweisen. Leider verstarb Halley bereits 1742 und konnte die Bestätigung seiner Prognose nicht mehr miterleben.

Der Halley'sche Komet auf dem Teppich von Bayeux	Der Halley'sche Komet sorgte übrigens schon mehrfach in der Geschichte der Menschheit für Aufregung. So erschien er im Jahr 1066 vor der Schlacht bei Hastings, als Wilhelm der Eroberer über den englischen König Harold siegte und das weitere Schicksal der britischen Inseln entschieden wurde. Die Abbildung links zeigt einen Ausschnitt aus dem Teppich von Bayeux, auf dem der stilisierte Komet links oben über dem glücklosen Harold seine Bahn zieht. Auch bei seinem Erscheinen von 1910 löste Halley's Komet eine regelrechte Kometen-Hysterie aus. Dies war nicht zuletzt darauf zurück zu führen, dass die Erde den Schweif durchquerte, in dem vorher Spuren von Blausäure (Cyanwasserstoff) nachgewiesen worden waren. Die Angst vor einer Vergiftung entbehrte jedoch jeder Grundlage, da die Gase in einem Kometenschweif viel zu stark verdünnt sind, um irgendwelchen Schaden anrichten zu können.

Entwicklung von Kometen


Mittlerweile wurden zwei nahezu unerschöpfliche Reservoirs identifiziert, die immer wieder Kometen-Nachschub liefern. So entstammen die kurz-periodischen Kometen (Sonnenumlauf in weniger als 200 Jahren) dem Kuiper-Gürtel, während die lang-periodischen Kometen aus der Oortschen Wolke kommen. In beiden Fällen handelt es sich um Ansammlungen von Körpern, die seit der Entstehung des Sonnensystems nahezu unverändert geblieben sind, was ihre Erforschung besonders interessant macht. Die Schwerkraft der äusseren Planeten oder nahe vorbei ziehender Sterne bewirkt, dass sich manchmal einzelne Brocken aus diesen Wolken lösen und auf stark elliptische Umlaufbahnen einschwenken, die sie in das innere Sonnensystem führen.

Die Oberfläche eines Kometen (Künstlerische Darstellung)	Der nackte Kometenkern (Nucleus) ist zunächst ein wenig beeindruckendes Gebilde aus Wassereis, gefrorenen Gasen, Staub und Gestein und wird daher auch als "schmutziger Schneeball" bezeichnet. Er ist gewöhnlich unregelmäßig geformt und besitzt eine Grösse von einigen Kilometern. Erst wenn der Kern die Umlaufbahn des Jupiter erreicht, beginnt das Eis zu verdampfen und bildet eine Gaswolke (Coma) aus. Die Gase in der Coma absorbieren UV-Licht der Sonne und strahlen die aufgenommene Energie in Form von sichtbarer Fluoreszenz wieder ab. Die helle Coma ist noch von einer Hülle aus unsichtbarem Wasserstoffgas umgeben, die einen Durchmesser von mehreren Millionen Kilometern erreicht. Die künstlerische Darstellung links zeigt Gasfontänen, die der vereisten Oberfläche eines Kometen entspringen.

Kometenbahn und Ausrichtung des Schweifs	Das herausragende Merkmal eines Kometen ist zweifellos sein beeindruckender Schweif, der sich erst in Sonnennähe komplett ausbildet, dann aber eine Länge von mehreren Hundert Millionen Kilometern erreichen kann. Dabei ist er stets von der Sonne abgewendet, da er vom Sonnenwind nach aussen geblasen wird. Eigentlich besitzt ein Komet sogar zwei Schweife. Der gerade Ionen- oder Plasma-Schweif besteht aus Gasen, die durch energiereiche Partikel im Sonnenwind ionisiert wurden (im Bild links hellblau). Im Gegensatz dazu ist der Staubschweif gekrümmt, da die in ihm enthaltenen Teilchen einer jeweils eigenen Umlaufbahn um die Sonne folgen, auf der sie sich aussen langsamer bewegen, als der Komet, von dem sie ausgestossen wurden (siehe auch: Keplersche Gesetze). So hinterlässt jeder Komet eine Spur aus Staub, durch die sich auch die Erde hindurch bewegen kann und die dann als Meteorschauer sichtbar wird. Auf diese Weise verliert ein Komet bei jeder Begegnung mit der Sonne an Materie, bis er schliesslich durch die Gezeitenwirkungen von Sonne und Planeten zerbricht. Das passierte z.B. mit dem Kometen Biela, der 1846 in 2 Teile zerbrach, 1852 als Zwillings-Komet erschien und sich 1872 nur noch als starker Meteorschauer bemerkbar machte. Auch Komet Halley verliert bei jedem Durchgang ca. 100 Millionen Tonnen, was aber nur wenigen Metern Dicke seiner Oberfläche entspricht. Einige Kometen, wie z.B. Wilson-Harrington, überstehen mehrere Hundert Sonnenumläufe, bis ihre flüchtigen Bestandteile vollständig verdampft sind. Danach sind solche "toten" Kometen nur noch als Asteroiden mit stark exzentrischer Umlaufbahn zu registrieren.

Ein Kometeneinschlag besiegelte das Ende der Dinosaurier	Es gibt noch ein weiteres mögliches Ereignis, das die Existenz eines Kometen beenden kann: Der Zusammenstoss mit einem Planeten. Dass ein solches Szenario durchaus Realität werden kann, wurde durch den Einschlag des Kometen Shoemaker-Levy 9 auf Jupiter mehr als deutlich. Inzwischen wird auch allgemein akzeptiert, dass das plötzliche Aussterben der Dinosaurier vor 65 Millionen Jahren durch den Einschlag eines Kometen ausgelöst wurde. Der tödliche Treffer erfolgte wahrscheinlich in der Nähe der heutigen mexikanischen Halbinsel Yucatan und hob den Chicxulub-Krater aus. Vermutlich gehen auch noch weitere grosse Aussterbewellen in der Erdgeschichte auf das Konto von Kometen-Einschlägen und es ist damit zu rechnen, dass solche Katastrophen auch in Zukunft stattfinden werden. Die Folge für die Erde und unsere Zivilisation wäre - um es mit den Worten des Kinofilms "Armageddon" zu sagen - ein Totalschaden (siehe SF-Spielfilme von 1998).

Kometenkerne


Halley

Der Kern des Halley'schen Kometen	Der Halleysche Komet war der erste, der in seiner aktiven Phase von einer Raumsonde besucht wurde. Vielleicht erinnern sich einige noch an die eher enttäuschende Live-Übertragung vom 13. März 1986, als sich die europäische Sonde Giotto dem Kometenkern näherte und ausser einigen verschwommenen Bildern nur hin und wieder ein Ticken ihres Teilchen-Detektors von sich gab, bevor der Kontakt im spannendsten Moment endgültig abbrach. Tatsächlich war die Mission jedoch äusserst erfolgreich und lieferte neben faszinierenden Aufnahmen von Gasausbrüchen (Abbildung links) auch eine detaillierte Karte des Kometenkerns (Abbildung rechts).	Karte des Kerns von Halley

Tempel 1

Volltreffer: Der Einschlag auf Tempel 1. (Aufnahme von Deep Impact)	Am 4. Juli 2005 gönnte sich die NASA zum amerikanischen Unabhängigkeitstag ein Feuerwerk der besonderen Art. Ort des Spektakels war der Komet Tempel 1, auf den die Sonde Deep Impact ein 372 kg schweres Kupfer-Projektil abgeschossen hatte. Dieser Impactor traf den Kometen wie geplant mit einer Geschwindigkeit von 37.000 km/h und erzeugte eine riesige Trümmerwolke, die von mehreren anderen Raumsonden und auch von Teleskopen auf der Erde verfolgt wurde. Die kosmische Ballerei hatte jedoch einen ernsthaften wissenschaftlichen Hintergrund: Auf diese Weise konnte das Mutterschiff Deep Impact ansonsten verborgenes Material aus dem Inneren des Kometen untersuchen. Ausserdem wurden wichtige Erkenntnisse über Aufbau und Struktur von Kometenkernen gewonnen und es wurde praktisch demonstriert, dass auf Kollisionskurs mit der Erde befindliche Himmelskörper prinzipiell abgefangen werden könnten. Namenspatron für die Mission dürfte übrigens der Film "Deep Impact" gewesen sein, der einen Kometeneinschlag auf der Erde zum Thema hatte (siehe SF-Spielfilme von 1998). Tempel 1 erhielt seinen Namen dagegen von dem deutschen Astronomen Wilhelm Tempel, der den Kometen 1867 entdeckte.

Hartley 2

Der Kern des Kometen Hartley 2. (Aufnahme von EPOXI)	Nach dem spektakulären Beschuss des Kometen Tempel 1 im Jahr 2005 war die Mission der Sonde Deep Impact noch lange nicht abgeschlossen. Unter dem Namen EPOXI (Extrasolar Planet Observation and Deep Impact Extended Investigation) ging es weiter zum Kometen Hartley 2, der am 4. November 2010 in einer Entfernung von nur 700 km passiert wurde. Dabei entstand die qualitativ hochwertige Aufnahme links, die zahlreiche Details des 2,2 km langen, hantelförmigen Kerns von Hartley 2 zeigt. Neben Gas- und Staub-Jets, die vom aktiven Kometenkern ausgestossen werden, sind auf Hartley 2 auch zwei deutlich abgegrenzte "Geländeformen" unterscheidbar. Der "Hantel-Griff" wird aus einem glatten, strukturlosen Bereich gebildet, während die beiden "Hantel-Enden", aus denen die Jets entspringen, eine rauhe, zerklüftete Oberfläche besitzen.

Borrelly

Der Kern des Kometen Borrelly	Der Kern des Kometen Borrelly wurde im September 2001 von der amerikanischen Raumsonde Deep Space 1 (Nein, nicht "Deep Space 9") untersucht. Dabei entstand unter anderem die detaillierte Aufnahme links mit einer Auflösung von 110 m. Ein weiteres, länger belichtetes Foto (rechts) macht die beginnende Aktivität auf Borrelly in Form von Gas-Jets sichtbar. DS1 war bereits im Juli 1999 in 26 km Entfernung an dem Kometen Braille vorbei geflogen und diente vor allem als Testplattform für mehrere neue Technologien, darunter ein Ionenantrieb.	Gasausbrüche auf Borrelly

Wild 2

Der Kern des Kometen Wild 2 (Kombination von 2 Stardust-Aufnahmen)	Am 2. Januar 2004 durchflog die amerikanische Sonde Stardust die Coma des Kometen Wild 2 und sammelte frisch ausgestossenen Kometenstaub auf. Die Proben-Kapsel wurde später über der Erde abgeworfen und landete am 15. Januar 2006 weich an einem Fallschirm. Untersuchungen lieferten bereits das überraschende Ergebnis, dass das Kometen-Material offenbar unter Einwirkung grosser Hitze entstanden ist. Die Theorie ging bisher davon aus, dass sich die Kometen im kalten äusseren Sonnensystem gebildet haben. Bei ihrem Rendezvous fertigte Stardust auch ein kurz und ein lang belichtetes Foto des Kometenkerns an, die in der Abbildung links kombiniert wurden. Während die lange Belichtungszeit die Gas- und Staubhülle mit zahlreichen Jets sichtbar macht, gelangen bei kürzerer Belichtungszeit die bis dahin detailliertesten Aufnahmen einer Kometenoberfläche. Erstaunlicherweise ähnelt Wild 2 weniger einem "schmutzigen Schneeball", sondern besitzt offenbar eine verkraterte Gesteinskruste. Wild 2 befindet sich erst seit 1974 auf seiner momentanen Umlaufbahn zwischen Mars und Jupiter und wurde von Stardust in nur 237 km Entfernung passiert.

Hale-Bopp

Der aktive Kern des Kometen Hale-Bopp	Der letzte grosse Komet, der im Frühjahr 1997 wochenlang schon in der Dämmerung mit blossem Auge beobachtet werden konnte, war Hale-Bopp. Die Bilder für die Animation links wurden bereits im Oktober 1995 am Teide Observatorium aufgenommen und zeigen deutlich den rotierenden Kern, von dem sich Gas- und Staubwirbel ablösen. Ein besonders heftiger Ausbruch ist zeitweise sogar heller, als der Kern selbst. Wahrscheinlich hat der Komet dabei einen grossen Bereich seiner Oberfläche wie eine Schale in den Weltraum abgestossen.

Tschurjumow-Gerassimenko

Der Kern des Kometen 67P/Tschurjumow-Gerassimenko	Am Abend des 12. November 2014 gelang erstmals die weiche Landung einer Raumsonde auf dem Kern eines Kometen. Die ESA-Sonde Rosetta setzte das Labor-Modul Philae auf dem Kometen 67P/Tschurjumow-Gerassimenko ab. Aus Bildern von Rosetta wurde auch die links abgebildete Animation des rotierenden Kometenkerns erstellt. Siehe auch: Tschuri, Rosetta und Philae - Die Rosetta-Mission und die Landung von Philae auf Komet Tschurjumow-Gerassimenko

Daten der wichtigsten Kometen


Komet	Name	Umlaufzeit in Jahren	Bemerkungen	Perihel in AE	Aphel in AE
Kurz-periodische
	Encke	3,30		0,340	2,21
	Wilson-Harrington	4,29	erloschen	1,000	2,64
	Grigg-Skjellerup	5,09	besucht von Giotto 1992	0,989	2,96
	Wirtanen	5,46		1,063	3,12
	Tempel 1	5,50	"beschossen" durch Deep Impact 2005	1,50	4,73
	Kohoutek	6,24		1,571	3,40
	Wild 2	6,39	besucht von Stardust 2004, Proben aus der Coma entnommen	1,583	3,44
	67P/Tschurjumow-Gerassimenko	6,44	weiche Landung von Rosetta/Philae am 12.11.2014	1,243	5,682
	Hartley 2 (103P/Hartley)	6,46	besucht von EPOXI (ehemals Deep Impact) 2010	1,06	5,88
	Giacobini-Zinner	6,52	besucht von ISEE3/ICE 1985	0,996	3,52
	Biela	6,62	zerbrochen	0,861	unbekannt
	Borrelly	6,86	besucht von DS1 2001	1,358	3,61
	Tempel-Tuttle	32,92		0,982	10,33
	Halley	76,10	besucht von Giotto 1986	0,587	17,94
Lang-periodische
	Hale-Bopp	2.540	Im Jahr 1995 unabhängig von Alan Hale und Thomas Bopp entdeckt und im Frühjahr 1997 schon in der Dämmerung deutlich mit bloßem Auge sichtbar.	0,914	371,5
	NEOWISE (C/2020 F3)	6.684	Entdeckt am 27. März 2020 durch das Weltraumteleskop NEOWISE (Near-Earth Object Wide-field Infrared Survey Explorer) und im Sommer 2020 zeitweise mit bloßem Auge sichtbar.	0,295	709,4
	Hyakutake	40.000		0,230	1.165
	Leonard (C/2021 A1)	ca. 80.000	"Weihnachts-Komet", im Dezember 2021 mit bloßem Auge sichtbar. Befindet sich seitdem auf einer hyperbolischen Umlaufbahn und wird wahrscheinlich aus dem Sonnensystem hinaus geschleudert.	0,615	3.700
	West	ca. 500.000		0,200	unbekannt
	Linear	>1.000.000	in Auflösung	0,76	unbekannt

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