Ceres: Plutos kleine Schwester

Codex Regius Erforscher kleiner Welten: Ceres: Plutos kleine Schwester Raumsonde Dawn über den Vulkanen eines Zwergplaneten Überarbeitete 2. Auflage Wiesbaden/Ljubljana 2024 Codex Regius Ceres Plutos kleine sChwester Raumsonde Dawn über den Vulkanen eines Zwergplaneten Sachbuch Überarbeitete 2. Auflage Veröffentlicht von: © 2024 Codex Regius Alle Rechte vorbehalten. Autoren: Codex Regius Website: codex-regius.eu Anschrift: [email protected] Andreas Möhn/Metka Klemenčič, Mühlborngasse 1, D-65199 Wiesbaden Layout: Codex Regius Bildnachweis, sofern nicht anders angegeben: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA Dieses Buch ist urheberrechtlich geschützt und darf ohne ausdrückliche Genehmigung der Autoren weder im Ganzen noch in Auszügen vervielfältigt werden. Inhalt 1 Einleitung Das hässliche Entlein 7 11 2 Niemand spielt im Weltraum »Asteroids« 27 2.1 Die Ceres ist einmalig...........................................................................................................................................30 2.2 Das nominelle Unternehmen ..............................................................................................................................36 3 Die Himmelspolizey 41 3.1 Ceres Ferdinandea ................................................................................................................................................45 3.2 Von Hauptplaneten zum Ungeziefer des Himmels.........................................................................................49 3.3 Vom Fernrohr zum Orbiter ................................................................................................................................53 4 Das Eis des Drachen 57 4.1 Die weißen Faculae ...............................................................................................................................................68 4.2 Die Schächte von Samhain ..................................................................................................................................75 4.3 Eine Mondlandschaft aus Eis ............................................................................................................................78 5 5.1 5.2 5.3 5.4 Eine Welt mit Tarnkappe 89 Eis auf dem Boden...............................................................................................................................................98 Eis unter dem Boden ........................................................................................................................................ 102 Die Salzpfannen des Occators ......................................................................................................................... 105 Bausteine des Lebens?....................................................................................................................................... 109 6 Alles andere als leblos 111 6.1 Die flüchtige Atmosphäre eines Zwergplaneten .......................................................................................... 116 6.2 Die verlorenen Geschwister des Ahuna Mons.............................................................................................. 119 6.3 Die Entstehung der Faculae im Krater Occator ........................................................................................... 125 7 Plutos kleine Schwester 129 7.1 Wanderer Ceres ................................................................................................................................................. 135 Anhang: Technische Daten 141 Literatur 146 Einleitung wurde sie in der Neujahrsnacht, genau am ersten Tag des ersten Jahres des 19. Jahrhunderts, wie die Astronomen ihrer Zeit erheitert vermerkten. Und bis heute entzieht sie sich einer genauen Einstufung. Zuerst Komet, dann nacheinander (und oft auch gleichzeitig) Planet, Kleinplanet, abgetriebener Planetenembryo, Zwergplanet: Die Ceres hat ihre Klassifizierung öfter geändert als der Pluto. Und meist ging es unbemerkt ab, ohne politische Unruhen bei den Entdeckern, die sich um »ihren« Planeten beraubt fühlten. Selbst ihre optische Klassifierung als Kleinplanet der C-Klasse ließ sich nicht mehr aufrecht erhalten, als die Raumsonde Dawn sie umkreiste. Was ist sie nun wirklich? Doppelt so groß wie die nächstkleineren Kleinplaneten und als einziger kugelförmig, fällt sie unter den Planetoiden deutlich aus dem Rahmen. Unter den Zwergplaneten wiederum ist sie mit Abstand der kleinste und ähnelt eher einem mittelgroßen Mond, umkreist aber keinen Planeten. Anders als der Pluto hat sie keinen eigenen Mond, der sie mit sei- Ob man sie nun mit Pluto vergleicht, dem Zwergplaneten mit dem großen Herzen, mit seinem Zwilling Triton, der durch das Satellitensystem des Neptuns krachte und dort hängenblieb, oder mit dem wasserspeienden Enceladus, einem Schneeball im Orbit des Saturns: Die Ceres ist das hässliche Entlein unter den kleinen Welten des Sonnensystems. Am stärksten gleicht sie einem verbrannten Fleischklops mit ein paar glitzernden Salzstreuseln. Wie der Mond ist sie atmosphärelos und voller Krater und erscheint auf den ersten Blick ebenso langweilig. Aber dann kommt beim Überflug Ahuna Mons ins Bild: der sagenhafte Drachenberg, und er ähnelt verblüffend einer Abraumhalde. An anderer Stelle zeigen sich schneeweiße frische Salzpfannen, noch nicht lange abgelagert, und das auf einer Welt, die doch in Weltraumkälte erstarrt und seit Ewigkeiten tot sein sollte! Tatsächlich ist die Ceres ein Unikum im Sonnensystem. Schon ihre Entdeckungsgeschichte ist spektakulär: Aufgefunden 7 nen Gezeitenkräften erwärmen würde, trotzdem gelingt es ihr irgendwie, ihr Inneres aufzuweichen und Geysire sprudeln zu lassen. Und als größter Kleinplanet und einziger Zwergplanet des inneren Sonnensystems gleicht (1) Ceres - so ihre offizielle Signatur als erster entdeckter Plane­ toid - viel mehr einer richtigen Welt als all der andere Bauschutt aus der Frühphase des Sonnensystems. Dennoch entzieht sie sich dem Auge des irdischen Betrachters. Selbst das weltbeste Fernrohr des frühen 19. Jahrhunderts konnte sie nicht zu einem Scheibchen auflösen. Die NASA hatte 2015 inoffiziell zum Jahr der Zwergplaneten ausgerufen. Innerhalb nur weniger Monate kamen sowohl die Raumsonde Dawn bei der Ceres an als auch die Sonde New Horizons am Pluto. Damit sind nun alle Planeten, Zwergplaneten und Monde zwischen der Sonne und dem Innenrand des Kuiper-Gürtels optisch erfasst, die mindestens ungefähr tausend Kilometer durchmessen. So stand die kleine Ceres recht im Schatten ihres spektakulären großen Bruders Pluto. Das Unternehmen Dawn war jedoch höchst erfolgreich. An einigen ihrer Beobachtungen entzündet sich die Fantasie: Die Ceres ist ein grandioses Rohstofflager für den Bergbau, aus ihren Mineralien ließen sich ganze Raumschiffsflotten bauen. Und noch schöner: Es sind alle Zutaten vorhanden, um irgendwo in der Tiefe eine präbiotische Chemie anzustoßen, also Vorstufen zum Leben, wenn nicht gar mikrobielle ▼ Auswahl der bedeutenden Raumflugmissionen des frühen 21. Jhs. zu Planeten und Zwergplaneten im Sonnensystem (ohne Erde, Mond und Mars). Codex Regius, nach einer Grafik von chartgeek.com 8 wundern: so verkauft man seine Projekte an den amerikanischen Kongress). Sogar eine bemannte Mission zur Ceres wurde in Betracht gezogen. Angeblich sei sie nicht aufwändiger als ein Flug zum Mars, mit 270 Tagen in eine Richtung sei auch die Flugzeit ungefähr dieselbe, wenn man ein atomgetriebenes Raumfahrzeug verwende. Das erfordert freilich noch ein paar technische Innovationen. Ein unbemanntes Landegerät ist indessen heute schon machbar, sofern sich die Verantwortlichen überzeugen lassen, dass es ihre Steuergelder wert ist. Seit der Erstveröffentlichung des vorliegenden Buchs im März 2017 hat sich viel getan in der Interpretation dieser lebendigen kleinen Welt. Darum ist es 2024 Zeit für eine aktualisierte Neuauflage, die dem Fortschritt der letzten Jahre Rechnung trägt. Codex Regius Lebensformen selbst. Die Ceres, eine bewohnte Welt? Damit reiht sich der erdnächste Zwergplanet in die einst für erstarrte Eisklumpen gehaltenen, aktiven Welten wie Europa, Enceladus, Mimas, Dione, Titan, Triton und Pluto ein; auch, wenn die Ceres offenbar keinen weltweiten Ozean unter ihrer Kruste birgt, so gibt es doch stellenweise eine brackige Sole, die zu manchen Gelegenheiten an die Oberfläche spritzt. Es verführt zu Träumen zu einer Nachfolgemission der kleinen Dawn, die mit nur drei Instrumenten an Bord eine ganze neue Welt für uns erkundet hat. Ein Ceres Polar Lander ist angeregt worden, der mit einer Sojus-Rakete zu starten wäre und nach vier Jahren Flugzeit zuerst in den Orbit gehen und danach auf die Oberfläche absteigen sollte, um nach primitivem Leben auf der Ceres zu suchen (falls Sie sich 9 Zeittafel des flugs der dawn Zur Vesta und Zur Ceres 27. Sep. 2007 28. Sep. 17. Dez. Start. Inbetriebnahme beginnt. Inbetriebnahme abgeschlossen. Interplanetarischer Flug mittels Ionenantrieb eingeleitet. 31. Okt. 2008 Planmäßiger Brennschluss des Ionenantriebs. 17. Feb. 2009 Schwerkraftschleuder am Planeten Mars. Die Dawn steigt auf 549 km über der Marsoberfläche ab. 03. Mai 2011 12. Jun. 16. Jul. 02. Aug. 11. Aug. 31. Aug. 29. Sep. 02. Nov. 12. Dez. Anflug auf die Vesta beginnt. Entfernung: 1,2 Mio. km. Erstes Zielsucherbild für die Navigation. Bremsmanöver. 05:00 Weltzeit: Dawn von Schwerefeld der Vesta eingefangen. Abwärtsspirale auf die Vesta zu beendet. Eintritt in Erkundungsorbit. Austritt aus dem Erkundungsorbit. Eintritt in ersten hohen Kartierorbit (HAMO). Austritt aus Kartierorbit. Eintritt in tiefen Kartierorbit (LAMO). April 2012 01. Mai 15. Jun. 25. Jul. 26. Aug 05. Sep. Programm um 40 Tage verlängert. Austritt aus tiefem Kartierorbit. Eintritt in zweiten hohen Kartierorbit. Austritt aus zweitem hohen Kartierorbit. Planmäßiger Abflug wegen Fehlfunktion im Reaktionsschwungrad verschoben. Abflug von Vesta. 13. Nov. 2013 Neuer Hybridmodus mit kombinierten Antrieb aus Reaktionsschwungrädern und Ionenantrieb getestet. 11. Sep. 2014 15. Sep. 01. Dez. Ionenantrieb versagt. Die Dawn nimmt Sicherheitsmodus ein. Systeme wiederhergestellt. Einfangkurs muss neu bestimmt werden. Erste Aufnahme der Ceres. 13. Jan. 2015 25. Jan. 12. Feb. 19. Feb. 06. Mar. 23. Apr. Bildsequenz einer teilweisen Umdrehung erfasst. Bildsequenz einer teilweisen Umdrehung erfasst. Bildsequenz einer vollständigen Umdrehung erfasst. Bildsequenz einer vollständigen Umdrehung erfasst. Die Dawn wird vom Schwerefeld der Ceres eingefangen. Eintritt in den Orbit. Beginn des regulären Programms. 30. Jun. 2016 01. Jul. Ende des regulären Programms. Beginn des verlängerten Programms. 24. Apr. 2017 Ausfall des dritten Reaktionsrads. 21. Juni 2018 1. Nov. Letzte Triebwerkszündung. Ende des Programms wegen Entleerung des Hydrazintanks. 1 Das hässliche Entlein Eines Tages, auf Teilen der Erde rechnete und begab sie sich auf die zweieinhalbjähman den August 2012, leuchtete ein schwa- rige Weiterreise1. Auch die Vesta ist beförches blaues Drachenfeuer am Sternenhimmel über Schub liegt an, und nun entfernen dert worden, und zwar dem kleinsten Zwergpla- wir uns von der Vesta auf einer vom Kleinplaneten zum blaugrünen Säule aus Xenon­ Protoplaneten, das wäre neten auf, wie es in Jahr- ionen. ein noch inoffizielles Stamilliarden noch nicht vordium eines verhinderten Marc Rayman, Chefingenieur und Projektleiter gekommen war. Denn es Zwergplaneten. Auch die war kein neuer Stern, der da zu strahlen begonnen hatte. Es waren Ceres wurde damals sogleich als Protoplaauch nicht die glühenden Trümmer zwei- net betrachtet. Wie sich herausstellte, war er zusammengeprallter Himmelskörper. das ein falscher Ansatz. Die Vesta und die Ceres befinden sich Es entsprang einem Triebwerksschlund der Raumsonde Dawn, die ihren Orbit ver- zwar beide im so genannten Hauptgürtel, ließ, um zur Ceres aufzubrechen. Doch es in dem die weitaus meisten Planetoiden war nicht die Erde, die sie hinter sich ließ. um die Sonne kreisen. Doch voneinander sind sie überaus verschieden. Die viel Es war der Kleinplanet (4) Vesta. Was dort geschah, ist im Band »Ves- kleinere Vesta ist eine trockene Gesteinsta: Die unvollendete Welt« aus der Reihe 1 Das Schwerefeld der Vesta verließ die Raumsonde so »Erforscher kleiner Welten« genau ausgesanft, wie sie angekommen war, mit dem Ionenantrieb. Dieser Triebwerkstyp ionisiert Edelgasatome (Xenon) führt. Am 5. September 2012 verließ die mit einer elektrischen Spannung. Geladene MetallgitDawn nach einer über 14 Monate währenter beschleunigen die Ionen aus dem Triebwerk; der Rückstoß treibt das Raumfahrzeug in Gegenrichtung. den Beobachtungszeit das Schwerefeld Ionentriebwerke erzeugen zwar viel weniger Leistung der Vesta (mit einer gewissen Verspätung als chemische Triebwerke, können ihren Schub aber wegen eines ausgefallenen Schwungrads) Monate und Jahre aufrecht erhalten. 11 Klein-, Zwerg- und ProtoPlaneten Seit 2000 ist die einst klare Trennung zwischen Planeten, Monden und Kleinplaneten unscharf geworden. Neue Begriffe kamen dazu, die nicht eindeutig definiert sind. Ganz grob lassen sie sich so darstellen: Planeten: Nicht leuchtende Welten, die die Sonne umkreisen und Kugelform haben (wenn sie nicht die Sonne umkreisen, sind es Exoplaneten). Zwergplaneten: Kleine Welten, die die Sonne umkreisen, Kugelform haben und ihre nähere Umgebung mit anderen Körpern (ähnlicher Größe) teilen. Sind sie jenseits des Neptuns unterwegs, sind sie außerdem Plutoiden – die Ceres ist also der einzige Zwergplanet, der kein Plutoid ist. Kleinplaneten, Planetoiden, Asteroiden: Noch kleinere Welten, die keine Kugelform haben, zwischen Sonne und Jupiter. Protoplaneten: Größere kleine Welten, die fast Zwergplaneten geworden wären. Planetesimale: Kleinplaneten, die sich schon in der Frühzeit des Sonnensystems zu Protoplaneten und später zu größeren Klein-, Zwergund richtigen Planeten zusammengefunden haben. Centauren: Kleinplaneten zwischen den Bahnen von Jupiter und Neptun. KBOs, Kuiper-Gürtelobjekte, Kuiper-Belt-Objekte: Klein- und Zwergplaneten jenseits des Neptuns. welt mit einer ausdifferenzierten inneren sollte gegen Ende Januar 2015 beginnen. Struktur. Die Ceres dagegen erinnerte aus Einen Monat später würde der Zwergplader Ferne mehr an die Eismonde von Jupi- net vor der Kameraoptik groß genug erter und Saturn: gefroren scheinen, dass deren Aufund voller Wasser, das Wir können nun sicher angeben, nahmen zur Kurskontrolle sie sogar manchmal als dass die Vesta eher wie ein kleiner verwendet werden konnPlanet aussieht als wie ein typi­ Dampf in den Weltraum zu scher Planetoid. ten. In das Schwerefeld spucken schien. Ein weiwürde die Sonde gegen terer Glücksfall war, dass Christopher Russell, Projektleiter Dawn Ende März oder Anfang die Europäische RaumApril eintreten, so war es fahrtagentur ESA gerade geplant. mit der Doppelsonde Rosetta­Philae den 2011 bereiteten die Ingenieure auf der Kometen 67P/Tschurjumow-Gerassimen- Erde eine Möglichkeit vor, wie die Dawn ko untersuchte2. So war es möglich, das mit einem Hybridantrieb fliegen konnte. In Eis-Mineralgemisch des Kometen mit dem der Nähe der Vesta war sie mit Steuerschder Ceres zu vergleichen. üben aus ihren Hydrazintriebwerken ausDie Dawn entfernte sich von der Vesta gekommen; im Hybridmodus sollte sie ihre so gemächlich, wie sie angekommen war. Lage im Raum sowohl mit Hydrazinschüben Die eigentliche Anflugphase an die Ceres als auch mit zweien ihrer vier gyroskopar2 Beschrieben im Band »Rosettas Komet« aus der tigen Reaktionsschwungräder ausrichten Reihe »Erforscher kleiner Welten«. können. So wäre es möglich, auch auf nied12 Der Kurs der Dawn führte sie nach dem Start im September 2007 zuerst zu einem Schwungholen am Mars, dann zur Vesta, wo sie für ein Drittel eines Vestajahres in der Umlaufbahn blieb, und schließlich weiter zur Ceres. NASA/JPL-Caltech ► Die Ceres, aufgenommen von Hubble am 23. Januar 2004. Die räumliche Auflösung ist durch Aufaddierung mehrerer Einzelaufnahmen auf 18 km/Pixel verbessert, wodurch der Kontrast erhöht wurde, um Details herauszuholen, die heller oder dunkler sind als die Umgebung. Im Durchschnitt verschluckt die Ceres 91 % des einfallenden Sonnenlichts! NASA, ESA, J. Parker (Southwest Research Institute), P. Thomas (Cornell University), and L. McFadden (University of Maryland, College Park) ◄ Das ursprüngliche Konzept des Anflugs sah einen direkten Eintritt in den RC3-Orbit vor. NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA ◄ Das Unternehmen sollte vier Beobachtungsphasen durchlaufen, während die Dawn auf die Ceres zu spiralte. NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR PirsCh auf die Ceres: der Plan Vor der Panne (0) Annäherung und Ankunft Der ursprüngliche Plan bestand aus vier Phasen. Wie schon zuvor nahe der Vesta nutzte die Dawn den Ionenantrieb für eine langsame Annäherung, um in die Umlaufbahn der Ceres einzutreten. Die Annäherungsphase begann im Dezember 2014 und sollte mit dem ersten Beobachtungsorbit im April 2015 enden. Das ursprüngliche Unternehmen sah den direkten Eintritt in den RC3-Orbit vor (siehe unten). Die 14-monatige Kernbeobachtungsphase sollte von April 2015 bis Juni 2016 dauern. Wie bei der Vesta würde die Dawn eine Reihe nahezu kreisförmiger, fast polarer Umlaufbahnen unterschiedlicher Höhen und Ausrichtungen einnehmen, um fast die komplette Oberfläche zu erfassen. (1) Umdrehungserfassungsorbit 3 (Rotation Characterization Orbit 3, RC3) Von April bis Mai 2015 war eine Flughöhe von 13.500 km für eine erste grobe Erfassung vorgesehen. (2) Erkundungsorbit (Survey Orbit) Die Dawn würde als Nächstes auf ca. 4.430 km abwärts spiralen und im Erkundungs- orbit weitere Messdaten gewinnen. Diese Phase war auf 22 Tage festgesetzt und für eine genauere globale Erfassung mit Kamera und Spektrometer vorgesehen. (3) Hoher Kartierungsorbit (High-Altitude Mapping Orbit, HAMO). Die Dawn sollte auf 1.480 km absinken und im August 2015 eine zweimonatige Kartierungsphase beginnen, bei der höher auflösende optische und spektrometrische Karten sowie stereoskopische Teilansichten erfasst würden. (4) Niedriger Kartierungsorbit (Low-Altitude Mapping Orbit, LAMO) Nach einem erneuten, zwei Monate währenden Abstieg würde die endgültige Flughöhe von 375 km erreicht. Hier sollten erstmals auch Daten mit dem Gammastrahlen- und Neutronendetektor GRaND erfasst und das Gravitationsfeld vermessen werden. GRaND sollte die Spektrallinien von Elementen auf und dicht unter der Oberfläche der Ceres aufnehmen. Das Schwerefeld würde passiv vermessen, und zwar mit Hilfe der Verzerrung, die das Funksignal der Sonde erfährt, wenn es auf dem Weg zu den Antennen auf der Erde das Gravitationsfeld der Ceres durchquerte. Planmäßiger Kältetod Was die Lebenserwartung der Dawn am stärksten begrenzte, war der Stand des Hydrazintanks. Sobald er erschöpft war, würde die Sonde nicht mehr fähig sein, ihre Instrumente auf die Ceres zu richten. Sie konnte weder ihre Ionentriebwerke anwerfen noch ihre Antennen zur Erde oder ihre Solarsegel zur Sonne wenden. Der Akku würde sich schon nach wenigen Stunden entleeren. Die Raumsonde blieb zwar stabil im Orbit um die Ceres, aber sie würde als toter, kalter Satellit enden. rigen Umlaufbahnen mit dem unersetzli- versetzt hatte. Es war die gleiche Art von Panne, die sie schon drei Jahre früher auf chen Treibstoff sparsam umzugehen. Doch als die Dawn sich aus dem Orbit der dem Weg zur Vesta einmal ausgeknockt Vesta löste, entwickelte schon das zweite der hatte3: Ein elektrisches Bauteil im TriebSchwungräder eine übermäßige Reibung. werk war von einem hochenergetischen Es schien darum sinnvoller, den noch nie Strahlenteilchen getroffen und lahmgeerprobten Hybridmodus schon früher vor- legt worden. zubereiten. Ein erster Praxistest verlief am Man wusste noch von damals, was kurz13. November 2012, er dauerte 27 Stunden, fristig zu tun war: eines der anderen Ionenund der Hybridantrieb funktionierte erfreu- triebwerke und einen anderen elektronilicherweise genau wie erwartet. Es war viel- schen Regler zuschalten, damit der Anmehr der Ionenantrieb, der den Flugplan trieb schnell wieder hergestellt war. Die ins Chaos stürzte und die Ceres letztlich der lahmgelegte Komponente konnte dann zu Wahrnehmung der mediaeinem späteren Zeitpunkt in Ruhe reaktiviert werden. len Öffentlichkeit entzog. Diese Panne gab dem Team ein kompliziertes und aufwändiges Das Problem war aber, Rätsel zu lösen. KosmisCher ansChlag dass die Dawn nicht nur eine Panne erlitten hatte, Robert Mase, Projektleiter Dawn Der Volltreffer geschah nach sondern gleich zwei: Sie zwei Jahren Flugzeit, am 11. konnte auch die HauptanSeptember 2014. tenne nicht mehr auf die Erde ausrichten. Ionenantriebe arbeiten geruhsam, aber Statt dessen musste sie mit einer schwästetig und erreichen mit wenig Treibstoff cheren Hilfsantenne kommunizieren. hohe Endgeschwindigkeiten. Anders als Das verlangsamte das Vorankommen, dachemisch angetriebene Raumfahrzeuge, von abgesehen, dass es ohnehin 53 Minudie meist im freien Fall daherfliegen und ten dauerte, bis ein Signal von der Erde die nur gelegentlich durch kurzes Triebwerks- Sonde erreicht hatte und deren Antwort brennen ihren Kurs korrigieren, wurde die wieder auf der Erde eingetroffen war. Dawn fast kontinuierlich beschleunigt. Bis Auch dieses Problem war mit einem zu diesem Tag hatte dieses Verfahren ein- hochenergetischen Strahlenteilchen zu wandfrei funktioniert. Dann setzte das Io- erklären, das die im Hauptrechner laufennentriebwerk unerwartet aus. de Software beschädigt hatte. Ein CompuDie Dawn hatte gerade nichts Besonderes ter-Reset konnte letztlich die Steuerung vorgehabt, außer dass ein Datenaustausch der Hauptantenne wieder initialisieren. mit den Radioantennen des Deep Space Der tagelange Ausfall hatte allerdings Networks auf der Erde angesetzt war. Um Konsequenzen. Leider mussten einige Zuso merkwürdiger war dieser abrupte Aus- satztage in den Zeitplan eingefügt werden, fall. Mehrere Tage vergingen, bis klar wur- 3 Mehr dazu im Band »Vesta: Die unvollendete de, was sie in den abgesicherten Modus Welt« aus der Reihe »Erforscher kleiner Welten«. 16 Lange Zeit sah das Publikum nur Ceressicheln. Fernando de Gorocica, Creative Commons Attribution-Share Alike 4.0 International license. da die Leistung der Sonnensegel und damit das von ihrer Energie angetriebene Ionentriebwerk nicht bis in die letzte Nachkommastelle vorhersagbar war. Auch das nur ungenau bekannte Schwerefeld der Ceres konnte die anfliegende Sonde vom rechten Kurs abbringen. Die nunmehr verlorene Schubkraft aber erforderte eine grundlegende Änderung in der Planung: Die Dawn konnte nämlich nicht mehr direkt in die RC3-Umlaufbahn gelangen. Stattdessen musste sie den Nordpol der Ceres überqueren, danach das Triebwerk zünden und sich im April 2015, etwa einen Monat später als geplant, vom Schwerefeld einfangen und in die Umlaufbahn ziehen lassen. In dieser Zeit würde die Ceres nur im Gegenlicht zu sehen sein – als schmale Sichel. Offenbar war es einfach schlechtes Timing, dass die Ceres darum nicht das Medienecho bekam, das sie verdiente. Die Ankunft der Dawn hätte die Generalprobe für den Vorbeiflug der New Horizons sein können. Statt dessen sah das Publikum Der überarbeitete Flugplan. Die Dawn musste jetzt die Ceres passieren, dahinter abbremsen und sich von dem Zwergplaneten anziehen lassen. Das »Apodemeter« ist der größte Abstand von der Ceres auf dieser Bahn: Demeter ist die griechische Bezeichnung für die römische Göttin gleichen Namens. OpNav x markiert Punkte, an denen die Kameras die genaue Position der Ceres für etwaige Bahnkorrekturen ermittelten. Die Sonne steht links, Ceres’ Nordpol zeigt nach oben. NASA/JPL 17 lange Zeit nur Mondsicheln (oder Ceressicheln), die in ihrer Austauschbarkeit zur Langeweile führten. Und als die Oberfläche endlich vollends sichtbar wurde, wies sie scheinbar nur öde Kraterfelder auf, wie man sie vom Mond zu kennen glaubte. Als die Dawn endlich tief genug abgestiegen war, um konkrete Einzelheiten zu erfassen, wurden sie in den Medien überstrahlt vom Pluto und seinen science-fictionhaften Eisskulpturen. So konnte die Ceres nur als das hässliche Entlein unter den Zwergplaneten in Erinnerung bleiben. Welche Wunder sie tatsächlich barg, zeigte sie erst später – und dann leider weitgehend unbemerkt von der Öffentlichkeit. BeoBaChtung aus der ferne Nachdem die Kameras über zwei Jahre lang nur Sternchen gesehen hatten, kam jetzt endlich das Reiseziel ins Blickfeld. Am 1. Dezember 2014 war die Dawn noch 1,2 Millionen Kilometer entfernt und die Ceres nahm ganze neun Pixel auf ihrer CCD ein. Sie erschien jetzt ungefähr so hell wie die Venus an unserem Nachthimmel zu ihren besten Zeiten. Die bisher besten Aufnahmen hatte natürlich das Weltraumteleskop Hubble geliefert. 2003 und 2004 hatte es die damals noch als größten Planetoiden betrachtete Welt mit einer Auflösung beobachtet, die die Dawn Die Dawn war immer schwerer zu verfolgen, als sie im Dezember 2014 hinter der Sonne abtauchte. 18 Ende Januar 2014 übertreffen würde. Dahinter begann Neuland. Leider war die Sonde nun immer schwerer zu verfolgen, da sie gegen Jahresende hinter der Sonne verschwand. Als sie aus der Konjunktion hervortrat, war endlich wieder eine zuverlässige Signalübertragung möglich. Jetzt konnten auch die Steuermanöver für die Annäherungsphase programmiert werden. Die Dawn hatte nur noch 650.000 km zurückzulegen und näherte sich der Ceres mit 725 km/h. Bis zum 13. Januar 2015 war diese Entfernung auf 383.000 km geschrumpft. Eine Stunde lang beobachtete die Sonde ihr Ziel und erfasste etwas mehr als die Hälfte der Oberfläche mit einer Auflösung Am 13. Januar 2015 war die Ceres zu einer deutlich sichtbaren Kugel geworden. von 27 Pixeln, dreimal besser, als die Kalibrierungsbilder von Anfang Dezember alles vorhanden, was das gewesen waren. Es waren die ersten Aufnahmen aus Die Ceres ist fast ein komplettes Weltraumteleskop erfasst einer Bilderserie, die bei Rätsel für uns. Im Gegensatz zur hatte, und mehr als das. Vesta gibt es keine von der Ceres der Annäherung für etwa- stammenden Meteoriten, die zur Auf der Erde wollte man ige Kurskorrekturen aufge- Aufklärung ihrer Geheimnisse bei­ nun allmählich überprütragen könnten. Alles, was wir zu­ nommen wurde. fen, ob die Ceres nicht wie versichtlich voraussagen können, Ihre Auflösung hatte ist, dass wir überrascht sein wer­ der Pluto von Kleinmondie alten Aufnahmen des den. den umkreist würde (es Hubble-Teleskops noch war nicht der Fall; anscheinicht übertreffen könChristopher Russell, Projektleiter Dawn nend ist ihr nie ein Bruchnen. Dennoch deuteten stück abgesprengt worden, sie schon auf Oberflächenstrukturen wie das groß genug gewesen wäre, einen CeresKrater und Brüche hin. Auf der nahezu mond zu bilden: Es gibt auch keine Spur eiperfekten Kugel zeichneten sich deutlich nes solchen Einschlags auf der Oberfläche), hellere und dunklere Bereiche ab. Ein mar- und nutzte die Farbfilter der Kameras, um kanter weißer Fleck wurde später in den einen ersten Eindruck von der ZusammenAblagerungen im Krater Occator wiederer- setzung der Oberfläche zu bekommen. Am kannt. Schon Hubble hatte diese helle Stel- 25. Januar lieferte die Dawn die schärfsten le beobachtet, aber ihre Natur hatte nicht jemals gesehenen Bilder aus einer Distanz geklärt werden können. Hier war nun also von 237.000 km. Ein neuer Meilenstein 19 Die zunehmende Auflösung der Ceres auf Dawns Bildern vom 01. Dezember 2014 bis zum 19. Februar 2015, darunter die beste Aufnahme des Hubble-Teleskops zum Vergleich. HC-IIIX . - Imgur.png Der helle Fleck war etwa 90 Grad von diewar erreicht: Die Ceres deckte 43 Pixel ab und übertraf damit erstmals die Bilder des ser Kraterformation entfernt und durchHubble-Teleskops (aufgenommen aus einer maß immer noch weniger als einen Pixel. Entfernung von 250 Mio. km) um 30 %. Die Man spekulierte, ob er ein junger Krater Ceres zeigte fast die gleiche sein könnte: Sowohl auf Seite wie zwei Wochen zu- Riesige Strukturen, die sich fast der Vesta als auch auf dem über den ganzen Zwergplaneten Mond sind frische Krater vor. erstrecken, sind sichtbar gewor­ Mehrere dunkle Struk- den. Es ist zwar noch nicht mög­ heller als ältere. Darüber turen zeichneten sich auf lich ist, zu klären, was genau ge­ hinaus zeigten die neuen der Südhalbkugel ab. Man schehen ist, aber es ist klar, dass Bilder eine dunklere Rekomplexe Prozesse die Oberfläche ging davon aus, es seien der Ceres verändert haben. gion neben diesem Punkt: Krater in einer Region, die Man hielt ihn für den Schatinsgesamt dunkler wirkte Ralf Jaumann, DLR ten eines Kraterrands. Anals der Rest des Zwergplasonsten wirkte die Helligneten. Viele dieser Strukturen schienen sich keit der Ceres sehr homogen im Vergleich über mehr als 100 Kilometer zu erstrecken. zur Vesta. Aber man war gespannt, was in Eine weltweit sich erstreckende Formation, der noch nicht erblickten Südpolregion zu anscheinend eine Anzahl großer, seltsam sehen sein würde. angeordneter Krater, war deutlich zu erkenDas Fotografieren konnte jetzt weitergenen. hen. Am 12. Februar wurden aus einer Di20 Künstlerische Darstellung der Dawn über der Ceres um Anfang März 2015, als sie in das Schwerefeld des Zwergplaneten eintrat. Nach ihrer Ankunft wendete die Sonde, um den blauen Strahl ihres Ionenantriebs für den Abbremsvorgang in Flugrichtung zu lenken. NASA/JPL stanz von 83.000 Kilometern Krater und neue helle Flecken aufgelöst, die weitere Fragen aufwarfen. Als eine der markantesten Eigenschaften des Zwergplaneten erwies sich die Vielfalt der Kraterformen. Neben vielen kleineren, flachen Becken erschienen eine Woche später bei einer Auflösung von 4 km/Pixel auch Einschlagbecken mit hohen Zentralbergen, deren größte immerhin ca. 300 km durchmaßen. Erstaunlicherweise verdoppelte sich der weiße Punkt: Er löste sich in einen stärkeren und einen schwächeren Fleck auf, der gleich neben ihm im selben Becken lag. Die Meinungen darüber waren geteilt: Die einen dachten an frisches Eis, das ein Wassergeysir ausgeworfen habe, wie man es vom Saturnmond Enceladus oder dem Neptunmond Triton kennt. Andere stimmten zu, dass es sich um Eis handeln moch- te, doch sei es schon lange dort und bis vor kurzem nur mit Staub gedeckt gewesen. anKunft Beim hässliChen entlein Selbst wenige Tage vor dem Eintritt in das Schwerefeld warf die Ceres noch mehr Fragen auf, als sie Antworten zu liefern bereit war. Nach wie vor gab es keine befriedigende Erklärung für die weißen Flecken. Man wusste, dass Wasserdampf rund um den Zwergplaneten ausgasen konnte: War es möglich, dass diese Dämpfe und die Flecken in Verbindung standen? Auch die großen Unterschiede bei den Kraterformen und ihren Erhaltungszuständen überraschten noch immer: Der größte Krater mit 300 km Durchmesser war erheblich flacher, als er nach den Erfahrungen vom Mond und von anderen 21 Die dünne Sichel der Ceres grinst der Dawn nach, als sie am 1. März den Nordpol bei einer Höhe von 48.999 km überfliegt. Die Auflösung beträgt 2,9 km/Pixel. Planeten hätte sein dürfen. Nun war man eingefangen! von einem vor allem in der Äquatorgegend recht schwach ausgeprägten Oberflächen- Bei 61.000 km wendete die Dawn zum Rückrelief ausgegangen, ähnlich vielleicht, wie wärtsflug. Sie schoss zu schnell an der Ceres man es auf der Europa sehen kann. Denn vorbei und musste durch kontinuierliches Eis fließt bekanntlich, wenn Feuern des Ionenstrahls in auch langsam, und alte Kra- Während wir uns langsam dem Flugrichtung abbremsen, ter hätten dadurch im Lauf Ziel nähern und unsere Augen um sich vom Schwerefeld auf die Ceres und ihren planeta­ der Zeit eingeebnet und rischen Tanz gerichtet sind, stel­ einfangen zu lassen. sogar ausgelöscht werden len wir fest, dass sie uns verführt, Die Medien vermeldeaber nicht aufgeklärt hat. Über­ müssen. Stattdessen ragten ten zumeist, die Dawn sei rascht zu werden hatten wir er­ da diese hohen Zentralber- wartet; wir hatten nicht erwartet, in den Orbit eingetreten. ge auf: In Wahrheit war die so stark verwirrt zu werden. Das war aber keineswegs Oberfläche des Zwergplader Fall: In Wahrheit wäre neten also ausgesprochen Christopher Russell, Projektleiter Dawn sie ungebremst im äußeabwechslungsreich. rem Sonnensystem verUm die Dicke der Kruste schwunden, hätte an dieanzugeben, war es noch zu früh. Sie konn- ser Stelle das Ionentriebwerk versagt. Zum te nicht bestimmt werden, bevor nicht die Glück fand der Einfangmoment genau um Ausprägungen aller Krater systematisch 13:39 MEZ am 6. März 2015 planmäßig untersucht worden waren. statt. Das Jet Propulsion Laboratory auf 22 Die Ceres am 19. Februar aus einer Entfernung von 46.000 Kilometern. Der hellste Punkt auf ihrer Oberfläche hat einen schwächeren Begleiter bekommen, der anscheinend im selben Becken liegt. der Erde erhielt kurz zuvor das Bestätigungssignal von der Sonde: Die Dawn war einsatzbereit und der Ionenantrieb brannte. Die Sonde war eingefangen. Aus der Zeit des Bremsmanövers gibt es keine Fotos. Die fast 20 m spannenden Sonnensegel mussten in dieser Zeit auf die Sonne ausgerichtet bleiben, um das flammende Ionentriebwerk mit Spannung zu versorgen. Da die Bordkamera nicht eigenständig schwenkbar war und nur ausgerichtet werden konnte, wenn sich der ganze Sondenkörper passend drehte, konnte sie nicht auf die Ceres eingestellt werden. Davor verschwand die Dawn hinter der Nachtseite des Zwergplaneten. Die nächsten Bilder gab es erst in der zweiten Aprilhälfte 2015, und es waren eine ganze Weile lang nichts als langweilige, verkraterte Mondsicheln. Das änderte sich erst, als der Drachenberg in Sicht kam. 23 ein tag auf der Ceres, aufgenommen Von der raumsonde dawn. Zwergplanet Ceres. der Mond und Planet Erde im Größenvergleich.