Der unglaubliche Flug der Landeeinheit „Philae“ ROMAP-Magnetometer hilft Kometenlandung zu rekonstruieren

Ein Wechselbad der Gefühle löste die erste Kometenlandung bei über 400 Gästen im Altgebäude der Technischen Universität Braunschweig aus. Doch kurz danach stellte sich heraus, dass die Landung nicht nach Plan verlief und die Landeeinheit „Philae“ von der Kometenoberfläche abgeprallt war. Ein internationales Forscherteam um Astrophysiker Dr. Hans-Ulrich Auster vom Institut für Geophysik und Extraterrestrische Physik war an diesem Abend im „Philae“-Kontrollzentrum im Einsatz und verfolgte gespannt den unglaublichen Flug der Landeeinheit. Die Daten des Braunschweiger ROMAP-Magnetometers zeigten sowohl das Abprallen sowie die folgenden mehrmalige Landungen. Mit ihrer Hilfe kann nun auch die Bewegung auf dem Kometen rekonstruiert werden.

Abgeprallt: zwei Stunden über der Kometenoberfläche

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler um Dr. Hans-Ulrich Auster waren überrascht, als sie am Abend des 12. Novembers 2014 die Daten Ihres ROMAP-Magnetometers unmittelbar nach der Landung sahen: „Vergleichbar mit der Drehung einer Kompassnadel, kann man die Bewegung der Landeeinheit im Weltraum mit einem Magnetometer nachvollziehen. So konnten wir schnell feststellen, dass ‚Philae‘ nach dem Aufsetzen wieder abgeprallt war und erst nach zwei Stunden auf die Oberfläche zurückkehrte. Nach der Auswertung unserer Daten wissen wir jetzt ein wenig besser, was auf dem Weg zum ungeplanten Landeplatz passierte“, erklärt Dr. Auster.

Mögliche Kollision mit Kometenkrater

Die Magnetfelddaten geben nun Preis, dass sich „Philae“ nach dem ersten Abprall angefangen habe, sich immer schnell um seine vertikale Achse zu drehen, so Auster. „Der Grund dafür war, dass das für die Landung erforderliche Reaktionsrad ausgeschaltet war und sich sein Drehmoment nun auf den frei fliegenden Lander übertrug. Innerhalb von 40 Minuten beschleunigte sich ‚Philae‘ auf diese Weise auf Rotationsgeschwindigkeit von etwa 5 Umdrehungen pro Minute, was mit einem Windrad bei geringer Windstärke vergleichbar ist“, erläutert der Astrophysiker. Doch dann änderte sich das Bewegungsmuster schlagartig: „Die Drehgeschwindigkeit halbierte sich, die Drehachse neigte sich und der Lander begann zu Taumeln. Die Ursache war höchstwahrscheinlich die Kollision mit einem Riff an einem Kraterrand“, fasst Auster zusammen.

Zweite Landung entschied über „Philaes“ Schicksal

Wie das Braunschweiger Magnetometer zeigt, flog die Landeeinheit noch über eine Stunde taumelnd über den Kometen, bevor es zur zweiten, holprigen Landung kam. „Hier hat sich der Erfolg der Mission entschieden, auch das war durch die Signaturen im Magnetfeld nachvollziehen. Erst im letzten Moment fiel der Lander auf seine Füße. Ein letzter Hüpfer mit einer Länge von sieben Minuten war für den Bewegungsverlauf dann vergleichsweise unspektakulär und endete in der von Eiswänden umgebenen Landeposition“, so Hans-Ulrich Auster. „Obwohl etwas Glück im Spiel war“, so der Astrophysiker, „wurde mit der spektakulären Landung eindrucksvoll der Nachweis erbracht, dass der Lander robust genug war, um nicht nur die unwirtlichen Bedingungen im Weltraum, sondern auch eine solche Lande-Odyssee schadlos zu überstehen.“

Zum Instrument ROMAP
Der „Rosetta Lander Magnetometer and Plasma Monitor“ (ROMAP) ist eines von zehn Instrumenten auf der „Philae“-Landeeinheit, das im Rahmen der ESA-Weltraummission „Rosetta“ das Magnetfeld sowie die Sonnenwindwechselwirkung mit dem Kometen 67P/Tschurjumow-Gerassimenko untersucht. Unter Leitung von Dr. Hans-Ulrich Auster vom Institut für Geophysik und Extraterrestrische Physik der Technischen Universität Braunschweig sind das Energieforschungszentrum Budapest/Ungarn sowie das Institut für Weltraumforschung Graz/Österreich und das Max-Planck Institut für Sonnensystemforschung in Göttingen an dem Instrument beteiligt.