DARMSTADT / LONDON (IT BOLTWISE) – Die europäisch-japanische Mission Bepicolombo beginnt nach acht Jahren im All die kritische Anflugphase zum Merkur. Wie die ESA erklärt, trennten sich die beiden Sonden planmäßig vom Trägermodul, womit jetzt mehrere risikoreiche Manöver folgen. Die Mission soll Ende November in die Umlaufbahn einschwenken und danach im Dezember auf ihre jeweiligen Bahnen aufgeteilt werden. Damit rückt eines der am wenigsten erforschten Ziele im Sonnensystem in greifbare Nähe.
Der Merkur rückt näher – und mit ihm eine Phase, die für Raumfahrtteams statistisch betrachtet zu den anspruchsvollsten Teilen einer Flugmission zählt. Nach acht Jahren im All hat die europäisch-japanische Mission „Bepicolombo“ den Zielbereich erreicht und mit dem Anflug auf den Merkur begonnen. Die ESA beschreibt, dass der Startschub längst Vergangenheit ist: Seit dem Start im Oktober 2018 hat „Bepicolombo“ inklusive mehrerer Vorbeiflüge mehr als zehn Milliarden Kilometer zurückgelegt. Mit dem Anflug folgt nun die fein abgestimmte Arbeit an Geschwindigkeit und Richtung, bis die Sonden den Planeten so „einrasten“ lassen, dass ihre späteren Umlaufbahnen tatsächlich funktionieren.
Technisch ist der entscheidende Schritt die Trennung von den beiden wissenschaftlichen Sonden vom Trägermodul: Wie die Europäische Weltraumorganisation (ESA) mitteilte, trennten sich die beiden Sonden „wie geplant“ von ihrem Träger. Dieser Moment wirkt im Missionsablauf wie eine Zäsur, weil die Navigation danach nicht mehr als gemeinsamer Verbund erfolgt, sondern jede Sonde ihren eigenen Bahninstruktionen folgen muss. Laut ESA umfasst die mehrmonatige Anflugphase „risikoreiche“ Manöver, bei denen kleinste Abweichungen spürbar werden können – gerade weil der Merkur so außergewöhnliche Umweltbedingungen mitbringt. Die ESA nennt den Abstand des Merkur zur Sonne und zur Erde am Donnerstag mit etwa 63 Millionen Kilometern zur Sonne und 200 Millionen Kilometern zur Erde; dazu kommen Temperaturen von minus 180 bis plus 450 Grad Celsius und eine intensive Sonneneinstrahlung.
Dass das Einschwenken auf die Umlaufbahn besonders riskant ist, hängt nicht nur mit der Hitze und der Strahlung zusammen, sondern auch mit der Physik des Zielplaneten: Der Merkur besitzt eine geringe Gravitationskraft. Genau diese Kombination macht die Bahnmechanik eng und erfordert präzise Korrekturen, wenn die Sonden am Ende „landen“, ohne wirklich zu landen – also in eine stabile Umlaufbahn zu kommen. Die Planung sieht vor, dass beide Sonden am 21. November in die Umlaufbahn des Planeten einschwenken. Erst danach sollen sie sich am 9. und 10. Dezember trennen, um die für sie vorgesehenen jeweiligen Umlaufbahnen zu erreichen. Vor dem Hintergrund, dass die Mission bereits vor Jahren gestartet ist und nun in die letzte große Navigationsstrecke einbiegt, ist der Timing-Aspekt mehr als Kalenderlogik: Er entscheidet darüber, ob die nachgelagerten Messkampagnen überhaupt in der erwarteten Geometrie stattfinden.
Im Flugkontrollzentrum der ESA im süddeutschen Darmstadt kam diese erste Zieletappe laut Bericht für „Jubel und Beifall“ – und die Aussagen aus dem Team spiegeln die Mischung aus Routine und Risiko. „Das ist das beste Szenario, das wir uns wünschen konnten“, sagte die Leiterin des „Bepicolombo“-Flugkontrollteams, Elsa Montagnon. Sie beschrieb den Vorgang als „erneut gelungenen Start“. Der Vergleich ist dabei nicht nur rhetorisch: Auch wenn es bereits Milliarden Kilometer zu bewältigen gab, lebt der Erfolg jetzt davon, dass der Übergang in die nächste Flugphase reibungslos übergeht. Damit ändern sich auch die Anforderungen an die Datenauswertung im Alltag: Während der Anflugphase steht die Gewährleistung der Bahnstabilität im Vordergrund, bevor die Instrumente später längerfristig die Messwerte aus konsistenteren Beobachtungsfenstern liefern können.
Die Mission setzt auf zwei eng gekoppelte wissenschaftliche Systeme mit unterschiedlichen Schwerpunkten. Die Sonde Mercury Planetary Orbiter (MPO) der ESA soll ab April 2027 starten, den Merkur zu erforschen, und dabei bis auf nur 480 Kilometer an die Oberfläche heranfliegen. Die japanische Sonde Mercury Magnetospheric Orbiter (Mio) der JAXA konzentriert sich dagegen auf die Weltraumumgebung und das Magnetfeld des Planeten und benötigt dafür eine elliptische Umlaufbahn, die sie bis zu 11.000 Kilometer vom Planeten weit weg führt. Damit entsteht im Messkonzept ein bewusstes Gegenstück: näher am „Terrain“ für die Geologie beziehungsweise die magnetisch relevanten Wechselwirkungen im Nahbereich, weiter weg für die Charakterisierung der Magnetosphäre und ihrer Struktur über größere Distanzen.
Historisch zeigt der Blick auf die bisherigen Merkur-Missionen, warum der erneute Anflug trotz des hohen Programmdrucks so wichtig ist. Bislang erreichten nur zwei Missionen der NASA den Merkur: „Mariner 10“ gelangte in den 70er Jahren dort hin, „Messenger“ umkreiste den Planeten von 2011 bis zur Erschöpfung seines Treibstoffvorrats im April 2015. Offen geblieben sind laut ESA vor allem Fragen zum Magnetfeld, zum Eisenkern und zur Oberfläche, die durch viele Vertiefungen geprägt ist. Die ESA ordnet „Bepicolombo“ deshalb als Messkampagne ein, die nicht nur weitere Daten liefert, sondern die wissenschaftlichen Annahmen auf eine breitere Messbasis stellen soll. Missionsleiterin Santa Martinez betonte: „Mit den 16 Instrumenten und einem Budget von 1,7 Milliarden Euro werde ‚Bepicolombo‘ der Menschheit und der wissenschaftlichen Gemeinschaft ‚beispiellose Einblicke in den Merkur verschaffen und ein neues Kapitel in unserem Verständnis des Sonnensystems aufschlagen‘.“ Benannt wurde die Mission nach dem italienischen Mathematiker und Ingenieur Giuseppe Colombo, der die Beziehung zwischen der Rotation des Merkur und seiner Umlaufbahn entschlüsselte.
Für die Branche lässt sich aus der Mission vor allem ein Muster ableiten: Fortschritt entsteht hier nicht durch einzelne „Superlativen“, sondern durch die saubere Verkettung von Bahnmechanik, Thermomanagement und Instrumentenabgleich über lange Zeiträume. „Bepicolombo“ zeigt damit auch, wie europäisch und japanisch verteilte Entwicklungsteams in einem sehr präzisen Missionsfenster zusammenspielen. Sobald die Bahn-Einschwenkung im November gelingt und die Sonden im Dezember ihre jeweiligen Umlaufprofile erreicht haben, wird aus dem „Anflug“ ein stabiler Beobachtungsbetrieb. Dann entscheidet sich, ob die 16 Instrumente genau die Messlücken schließen, die nach den letzten Merkur-Datenreihen noch offen sind – und damit, ob Bepicolombo die bislang fragmentierte Sicht auf den Merkur konsolidiert oder sogar neue Abweichungen sichtbar macht.
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