Die ESA-Sonde Mars Express wird heute Abend den Marsmond Phobos so nah passieren wie nie zuvor. Die nur 67 Kilometer über der Oberfläche des kartoffelförmigen großen Mondes stattfindende Passage soll Details über das Innenleben des Phobos verraten – indem seine Schwerkraftwirkung auf die Sonde gemessen wird.
Über den Marsmond Phobos ist trotz seiner relativen Nähe zur Erde bisher kaum etwas bekannt. Weder seine genaue Zusammensetzung noch sein Ursprung sind genau geklärt. Sicher ist nur, dass das unregelmäßig geformte Objekt gleich einige Besonderheiten aufweist. Der Winzling von nur 27 Kilometern Durchmesser umkreist den Mars mit relativ hoher Geschwindigkeit: 6.000 Kilometer über der Marsoberfläche fliegend braucht er nur sieben Stunden und 39 Minuten pro Runde. Und diese Runde ist fast kreisförmig, statt elliptisch wie die Bahnen der meisten Monde und Planeten.
Rätsel Phobos
Aus seiner geringen Größe und der unregelmäßigen Form schließen Planetenforscher, dass der Marsmond ursprünglich ein Asteroid war, der von der Schwerkraft des Roten Planeten eingefangen worden ist. Doch sein enger und kreisförmiger Orbit sind dafür extrem ungewöhnlich. Wie sie zustande kamen, ist bisher nicht geklärt. Dieses Rätsel könnte der Vorbeiflug der ESA-Sonde Mars Express nun lösen helfen.
Die Sonde führt zurzeit eine Reihe von nahen Vorbeiflügen am Marsmond durch, bei denen sie jeweils unterschiedliche Instrumente zur Untersuchung einsetzt. Das MARSIS-Radar analysiert bereits die unter der Mondoberfläche liegenden Schichten, die Instrumente SPICAM, PFS und OMEGA taten die Oberfläche ab. Die hochauflösende Kamera HRSC wird am 7. März Portraits der Tagseite des Phobos aus einer Entfernung von 107 Kilometern aufnehmen. Sie liefert dabei unter anderem Bilder der geplanten Landestelle der russischen Phobos-Grunt-Mission, die 2011/2012 auf Phobos landen soll.
Trägersignal verrät Schwerkraftwirkung
Am 03. März, Mittwochabend gegen 21:55 Uhr folgt jedoch der Höhepunkt der Flyby-Phase: Mars Express passiert Phobos in nur 67 Kilometern Entfernung. Doch ausgerechnet dann werden alle wissenschaftlichen Instrumente und Kameras abgeschaltet sein. Was absurd klingt, hat durchaus einen Sinn. Denn diesmal soll die die Schwerkraftwirkung des Mondes auf die Sonde gemessen werden. Aus ihr lassen sich Rückschlüsse darüber ziehen, aus welchen Materialien das Innere des Mondes besteht und wie die Schwerkraftzentren in ihm verteilt sind. Die Schwerkrafteinwirkung des Phobos macht sich durch winzige Kursabweichungen der Sonde von nur wenigen Millimetern pro Sekunde bemerkbar.
Um diese zu messen, genügt den Planetenforschern das Träger-Signal der Sonde – das reine Radiosignal ohne die normalerweise für die Datenübertragung eingesetzten Modulationen. Die einzigen Modulationen, die nun noch auftreten können, sind die Frequenzverschiebungen, die durch die Kursabweichungen der Sonde und damit durch die Schwerkraft des Marsmonds auftreten. Diese Schwankungen sind extrem klein, sie belaufen sich auf gerade einmal ein Trillionstel.
Generalproben und eine Beinahe-Panne
Um dieses verschwindend geringen Verschiebungen auch wirklich einzufangen, haben die ESA-Techniker in den letzen Wochen bereits zwei Probedurchläufe – quasi als Generalprobe – durchgeführt. Bodenstation und Sondenkontrollteam konnten so ihre Rollen und Abläufe schon durchgehen.
Beinahe wäre aber trotzdem alles umsonst gewesen, denn eine leichte Übersteuerung während eines Manövers in der letzen Woche versetzte den Mars Express auf eine Bahn, die ihn hinter dem Mond vorbei geführt hätte. Dann aber wäre auch das Signal im Funkschatten verschwunden. Deshalb erfolgte eine Nachkorrektur, die die Sonde nun nicht in 50 Kilometern, wie ursprünglich geplant, am Mond vorbeiführt, sondern etwas höher.
Nach diesem Vorbeiflug wird Mars Express den Mond noch sieben Mal nahe passieren, bevor sie sich wieder auf den Roten Planeten konzentriert. Die ersten Ergebnisse der Flyby-Messungen werden dann in den nächsten Wochen und Monaten erwartet.
(ESA, 03.03.2010 – NPO)
