Das Eis der Kometen erzählt die Geschichte des Lebens

Rosetta mit ihren 32 Meter breiten Sonnenkollektoren. Der Roboter Philae ist nicht grösser als ein kleiner Kühlschrank. Er wird sieben Stunden brauchen, um die Oberfläche des Kometen erreichen. ESA

Die europäische Raumfahrt bereitet sich auf eine Premiere vor: Sie versucht, einen Roboter auf der Oberfläche eines Kometen zu platzieren. Die Kometen erzählen uns die faszinierende Geschichte über den Ursprung der Welten und des Lebens. Ein Teil davon wird in Bern entschlüsselt werden.

Die Kometen sind die Backsteine der Planeten. Kathrin Altwegg, Universität Bern

«Die Kometen ähneln den ersten Elementen, die sich zusammengeballt haben, um die Planeten zu formen. Jedenfalls haben wir gute Gründe, das zu glauben», sagt Kathrin Altwegg, Kometenforscherin an der Universität Bern und Forschungsleiterin der ESA (Europäische Raumfahrtsagentur) für das Projekt Rosina. Rosina ist ein wissenschaftliches Instrument und Teil der Raumsonde Rosetta. Es besteht aus zwei Spektrometern und einem Druckfühler und hat die Aufgabe, die Materien und die Gase zu analysieren, die ein Komet in den Weltraum verdampft.

Die Kometen bestehen – ähnlich wie schmutzige Schneehaufen – aus 50% Wasser und aus Staub und Dreck. Solange ein Komet sich im gefrorenen Teil des Sonnensystems befindet, bleibt das Wasser gefroren. Wenn er sich jedoch der Sonne nähert, schmilzt das Wasser und der Staub bildet eine Wolke, die sich über hunderte Millionen Kilometer hinziehen kann und vor der sich unsere Vorfahren so gefürchtet haben.

Es ist nicht erstaunlich, dass die «Backsteine» der Planeten viel Wasser enthalten, denn dieses ist im Universum reichlich vorhanden. Auch die Erde hatte in ihrem Entstehungsstadium reichlich Wasser, doch sie war ein Ball aus geschmolzener Lava und so heiss, dass das Wasser in den Weltraum verdunstet ist. Dennoch haben wir heute Wasser auf der Erde. Die Frage ist, wie das Wasser durch die Kometen auf die Erde zurückkam. Das ist zumindest eine mögliche Erklärung.

«Die Theorie besagt, dass die Planeten 800 Millionen Jahre nach ihrer Entstehung einem massiven Beschuss von kleinen Körpern, Asteroiden und Kometen unterzogen wurden», erklärt Kathrin Altwegg. Wenn wir das Alter von Kratern auf dem Mond betrachten, sehen wir, dass sie alle vor rund 3.8 Milliarden Jahren entstanden sind. «Auf der Erde sind die Auswirkungen dieser Bombardierungen durch die Auswirkungen der Erosion verschwunden. Das Wasser der Kometen könnte gut dasjenige sein, das die Ozeane gefüllt hat.»

Doch die Kometen haben wahrscheinlich nicht nur das Wasser auf die Erde gebracht. Es ist bekannt, dass Kometen auch vororganische Moleküle enthalten. «Das ist noch nicht das Leben», sagt Kathrin Altwegg. «Aber diese sind Moleküle wie Aminosäuren. Deren Anwesenheit erklärt, dass das Leben so schnell nach dem Bombardement der Kometen erschienen ist. 100 Millionen Jahre, das ist nichts im Vergleich zu der Zeitskala des Universums. Es ist viel einfacher, eine lebende Zelle aus vororganischen Molekülen zu konstruieren, als sie aus isolierten Atomen zu bauen.

10 Jahre und 6 Milliarden Kilometer

Stammen die Bausteine des Lebens also aus dem Weltraum? Das ist eines der Geheimnisse, das Rosetta zu entziffern versuchen wird. Die Sonde startete am 2. März 2004 und erreichte Anfang August 2014 den Kometen 67P/Churyumov–Gerasimenko, der vereinfacht Chury genannt wird und sich zur Zeit rund 400 Millionen Kilometer von der Erde entfernt, zwischen Mars und Jupiter befindet.

Rosetta wird während ihrer Mission in zehn Jahren mehr als 6 Milliarden Kilometer zurückgelegt haben. Da es im Weltall keinen Geradeausflug gibt, umrundet die Sonde vier Mal die Sonne, drei  Mal die Erde und einmal den Mars und profitiert dabei vom Schleuder-Effekt und steigenden Geschwindigkeiten. Auf der Umlaufbahn von Chury angekommen, musste sie acht Mal ihre Reaktoren einsetzen, um Geschwindigkeit zu verlangsamen und so zu verhindern, dass sie den Kometen auf seiner Umlaufbahn verpasst.

«Als wir Anfang August das Signal des Kometen sahen, war das faszinierend», sagt Kathrin Altwegg. «Rosetta musste ihre Geschwindigkeit um 24’000 Stundenkilometer reduzieren und innerhalb des immensen Sonnensystems ein Objekt von 4 Kilometern Länge finden. Das war ein grosser Erfolg. Aber wir haben 600 Kilogramm Hydrazin und fast allen unseren Brennstoff verbrannt.»

Der stinkende Komet

Seither lassen die von Rosetta übermittelten Bilder die Welt erstaunen. Entgegen allen Erwartungen hat Chury nicht die Form einer Kartoffel, wie das seine Schatten auf den Teleskopen erwarten liessen. Die Form des Kometen ähnelt vielmehr einer Badeente Und es ist vorhersehbar, dass sein «Hals» als Folge der Flugpassagen im Sonnenofen schmelzen und den Kometen zweiteilen wird.

Auch was die materielle Zusammensetzung des Kometen betrifft, hat Rosetta bereits eine Fülle von Informationen geliefert. «Wir sahen viele verschiedene Moleküle, von denen einige noch nie in einem Kometen vorgekommen sind. Es ist eine Mischung, die nach faulen Eiern stinkt. Schwefelwasserstoff vermischt sich mit dem wenig sympathischen Aroma von Ammoniak», sagt Kathrin Altwegg. «Es gibt aber auch organische Moleküle in grosser Zahl. Und sie sind noch nicht alle identifiziert.

Rosina schickt uns täglich Daten» ergänzt die Wissenschaftlerin. «1986, als die Sonde Giotto uns während anderthalb Stunden Daten vom Kometen Halley übermittelte, dauerte es zehn Jahre, um diese zu analysieren. Sie können ausrechnen….»

Wie eine Feder

Wenn alles klappt, wird Rosetta einen kleinen Roboter auf der Oberfläche des Kometen platzieren. Am 12. November um 08.35 Uhr GMT wird das Landegerät Philae seinen sieben Stunden dauernden Landeanflug einleiten. Die Operation, die bisher noch nie versucht worden ist, gilt als sehr schwierig.

Rosetta ist eine kulturelle Mission. Wenn sich die Menschheit nicht solche Fragen stellen würde, wären wir noch auf der Ebene von Tieren.» Kathrin Altwegg, Universität Bern.

Angesichts der winzigen Gravitation des Kometen, wird Philae kaum mehr als ein Gramm wiegen. Die Gefahr ist also gross, dass die Sonde in den Weltraum abdriftet. Oder der Komet beginnt Gas auszuspucken und wirft die Sonde wie eine Gänsefeder weg. Um diese Gefahr zu minimieren, ist sie mit Widerhaken zur Verankerung an der Oberfläche ausgestattet. Zudem muss die Sonde auf eine feste Fläche treffen. «Ein Komet ist nicht wirklich stabil. Das Eis besteht zu 70% aus Vakuum», sagt Altwegg. Es ist wie Schnee sehr, sehr pulverförmig.»

Im Dienste des Wissens

«Wir wollen wissen, wie sich das Sonnensystem, die Erde und das Leben gebildet haben», sagt Kathrin Altwegg und gibt zu: «Das ist nutzlos. Niemand wird mehr zu essen haben, und wir lösen kein einziges Umweltproblem. Es ist lediglich eine Grundsatzfrage für die Menschheit. Wir wollen wissen, ob es wirklich die Kometen waren, die das Wasser auf die Erde gebracht haben oder auch die organischen Moleküle, was erklären würde, warum sich alles so schnell entwickelt hat. Natürlich möchten wir auch wissen, ob das, was im Sonnensystem geschehen ist, auch an anderer Stelle passiert ist, also die Frage beantworten, ob wir alleine sind im Universum.

«Das ist zumindest meine Motivation. Aber ich frage mich oft, ob es richtig ist, so viel Geld dafür auszugeben. Musik ist auch nicht notwendig. Und doch wäre unsere Welt viel ärmer ohne Musik.»

Spektrometer und Kameras «Swiss made»

ROSINA (Rosetta Orbiter Spectrometer for Ion and Neutral Analysis) beansprucht mit ihren 35 Kilogramm 20% der Nutzlast der Rosetta-Sonde. Sie besteht aus zwei Massenspektrometern und einem Drucksensor und wurde von einem internationalen Konsortium von Instituten und Unternehmen unter Federführung des physikalischen Instituts der Universität Bern entwickelt und gebaut.

 

Die sieben Kameras, mit denen das Landegerät Philae ausgestattet ist und die einen Panoramablick ermöglichen, haben bereits schöne Bilder gesendet. Ihre Entwicklung und Konstruktion ist das Ergebnis einer Zusammenarbeit zwischen der Neuenburger Space-X und dem französischen Institut für Raumfahrt Astrophysik sowie dem Centre national d’études spatiales.

(Übersetzt aus dem Französischen: Andreas Keiser)