Obwohl der Merkur, der innerste Planet unseres Sonnensystems, im Schnitt „nur“ 150 Millionen Kilometer von der Erde entfernt und damit zehnmal näher als der Saturnmond „Titan“ ist, wissen wir relativ wenig von ihm. „Es ist noch nicht einmal die Hälfte seiner Oberfläche mit ausreichender Auflösung fotografiert“, so Professor Elmar K. Jessberger vom Institut für Planetologie der Universität Münster.
Um dem Merkur seine Geheimnisse zu entlocken, wird die Europäische Raumfahrtagentur (ESA) die Mission BepiColombo durchführen. Sie startet 2012 und soll den Merkur vier Jahre später erreichen. Die Münsteraner Forscher sind gemeinsam mit den Berliner Instituten „Optische Systeme und Planetenforschung“ des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) bei der Mission mit dem Projekt „MERTIS“ vertreten.
Merkur mit Kern und Mantel
„Merkur gehört zu den erdähnlichen Planeten und besitzt so wie sie einen Kern und einen Mantel“, erläutert Jessberger. Ersterer sei allerdings im Verhältnis zum Mantel deutlich größer als der der Erde und bestehe wahrscheinlich aus festem und flüssigem Eisen. „Wir erforschen die Unterscheide und Gemeinsamkeiten zwischen den Himmelskörpern, um mehr über die Prozesse und die Geschichte des Sonnensystems zu erfahren“, so der Planetologe.
Erst einmal wurde der Merkur Mitte der 70er Jahre von einer Sonde besucht – ein Grund dafür sind die komplizierten Bahneigenschaften des kleinen Planeten, der den Wissenschaftlern so viele Rätsel aufgibt. Jessberger wird mit seinem Team die Beschaffenheit der Oberfläche unter die Lupe nehmen. „Wir haben gewisse Ahnungen, woraus die Oberfläche besteht. Einerseits erwarten wir Staub, wie wir ihn vom Mond kennen, andererseits werden wir vielleicht Basalte und Hochlandgesteine identifizieren können“, hofft der münstersche Wissenschaftler.
Infrarot-Experiment MERTIS
Das Infrarot-Experiment MERTIS nutzt die Tatsache, dass sich die Farben von Mineralen im infraroten Licht deutlich unterscheiden, im Gegensatz zum normalen sichtbaren Licht.. „Wenn wir Farbfotos des Merkur hätten, sähen wir nur Grautöne“, erläutert Jessberger. „Im infraroten Bereich dagegen lassen sich Farben deutlich erkennen. Und von den Farben können wir dann auf die Art und Beschaffenheit der Minerale schließen“. Das klingt einfach, doch ist deren Bestimmung abhängig von einigen Variablen wie Temperatur und Korngröße der Oberflächenmaterialien.
Auch wenn die optische Infrarot-Spektrometrie, auf dem MERTIS beruht, ein gängiges Untersuchungsverfahren ist, muss es speziell an die Bedingungen im Weltraum und an die Aufgabenstellung angepasst werden. Denn der Orbiter wird in durchschnittlich 400 Kilometern Höhe den Merkur umkreisen, wobei das Ziel ist, dennoch eine Auflösung von 500 Metern am Boden zu erreichen. Das alles soll ein kubisches Kästchen mit 15 Zentimeter Kantenlänge und einem Gewicht von knapp drei Kilo leisten, in dem sich nicht nur die Optik, sondern auch die gesamte Elektronik einschließlich Rechner befinden.
Aus zwei Orbitern besteht die Mission BepiColombo, die nach dem italienischen Weltraumpionier Guiseppe Colombo, der viel zum Verständnis des Merkur beigetragen hat, benannt ist. Das von den Japanern entwickelte „Modul Mercury Magnetospheric Orbiter“ (MMO) wird das Magnetfeld des Merkur und seine Wechselwirkung mit dem Sonnenwind erkunden. Das ESA-Modul „Mercury Planetary Orbiter“ (MPO) erforscht die Oberflächeneigenschaften und den inneren Aufbau des Planeten. Die Münsteraner sind noch mit einem weiteren Experiment beteiligt: Prof. Tilman Spohn, Direktor des Instituts für Planetenforschung am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt in Berlin-Adlershof und zugleich Professor für Physikalische Planetologie in Münster, entwickelt einen Laser-Altimeter, um Höhenmessungen durchzuführen und den inneren Aufbau des Planeten zu bestimmen.
Die NASA-Mission „Messenger“ zum Merkur, die im vergangenen Jahr gestartet wurde, trägt ähnliche Experimente wie BepiColomobo. „Doch nur bei unserer europäischen Mission arbeiten wir mit einem optischen Spektrometer im Infrarot-Bereich“, macht Jessberger die Bedeutung von MERTIS klar.
(idw – Universität Münster, 28.01.2005 – DLO)
