The quarterly of the University of Helsinki

Virve Pohjanpalo

Back to autumn issue 2006

Die Schaubühne der vielleicht erbärmlichsten Antiklimax in der Karriere des Professors für Weltraumphysik, Hannu Koskinen, war Süd-Amerika. Es geschah in der Mitte der 1990er Jahre, als zahlreiche Weltraumforscher zusammengekommen waren, sich einen Höhepunkt des Großprojektes anzusehen: den Start der Raumsonde.

– Die Spannung endete nach 40 Sekunden mit einer gewaltigen Explosion, sagt der das Weltraumzentrum im Kumpula-Campus leitende Professor und verzieht sein Gesicht.

Wenn sich ein Projekt auf diese Weise gleich in Wohlgefallen auflöst, z.B. wegen Start- oder Landeproblemen, lohnt es sich nicht unbedingt, nach der Ursache im Hi-Tech zu suchen, stellt Koskinen fest. Die Probleme können beispielweise auf einen Forscher zurückzuführen sein, der die Kilogramme und Meter in seinen Berechnungen mit Pfund und Fuß verwechselt hat, oder auf einen Dichtungsring, der den immer frostigeren Temperaturen in Florida in der Nacht vor dem Start nicht standhielt.

Diesmal werden in Kumpula zwei Planet-Projekten die Daumen gedrückt. Die Europäische Weltraumorganisation ESA hat stattliche Merkur- und Mars-Projekte laufen, bei denen sowohl die Universität von Helsinki als auch das Nachbarinstitut der Universität im Campus, das Finnische Meteorologische Institut (FMI), involviert sind.

Von der Sonne geplagter Planet

In sieben Jahren wird von der ESA eine Raumsonde zum innersten Planet des Sonnensystems geschickt. Die letzten Vor-Ort-Informationen über den Merkur wurden in den 1970er Jahren bezogen, als Mariner 10 drei Vorbeiflüge absolvierte. Nicht einmal die Elementzusammensetzung des Merkurs ist uns genau bekannt.

– Dieses BepiColombo-Projekt ist das Juwel der ESA und größtenteils Neugierforschung, charakterisiert Koskinen.

– Die Planeten des Sonnensystems verfügen über eine gemeinsame Entstehungsgeschichte, aber danach trennten sich die Schicksale des Merkurs und der Erde, weil der Merkur keine Atmosphäre besitzt. Der Vergleich zwischen den Planeten ist für die Basisforschung sehr interessant und für die Weltraumforschung auch durchaus herausfordernd.

Die Finnen haben ihre Energie und Arbeitsstunden insbesondere in zwei BepiColombo-Messgeräte gesteckt: in die unter Anleitung von englischen Forschern entwickelte MIXS-Röntgenkamera und das SIXS-Spektrometer der Finnen.

Der MIXS bzw. Mercury Imaging X-ray Spectrometer misst die von der Merkuroberfläche kommende Röntgenstrahlung, d.h. Strahlung der „zweiten Hand”, die eigentlich vom Merkur umgewandelte Sonnenstrahlung ist. An diesem Instrument arbeiten an der Universität sowohl Forscher der Fakultät für Astronomie als auch Forscher der im Weltraumzentrum von Kumpula mitwirkenden Fakultät der Physikalischen Wissenschaften.

Die von der Sonne kommende Strahlung der „ersten Hand” wird von dem SIXS-Instrument (Solar Intensity and Particle X-ray Spectrometer) gemessen. Diese bei Sonnen-eruptionen entstehende Röntgen- und Partikelstrahlung beschäftigt Physiker wie auch die Fakultät für Astronomie, in der der Hauptforscher des Instruments, Juhani Huovelin, arbeitet.

Durch die Fertigung von einmaligen Anlagen bedeutet das Projekt auch vieles anderes als nur Neugierforschung. Die Technologien entwickeln sich.

– Zum Beispiel unter Ener-gienot wird in der Nähe des Merkurs nicht gelitten, aber trotzdem ist die Kraftgewinnung keine leichte Angelegenheit. Wenn beliebte Sonnenpaneele auf Weltraumfahrten verwendet werden, müssen dafür gewaltigen Temperaturen widerstehende Komponenten entwickelt werden.

Von einem U-Boot nach Kamtschatka

Das andere das Weltraumzentrum zu beschäftigende Planet-Projekt weckt bei Koskinen im Unterbewusstsein ein aus der Kindheit bekanntes Prickelgefühl.

– In den Tiefen des Mars kann auch in diesem Moment außerirdisches Leben existieren, dessen Begegnung eine richtig große Sache sein wird. Außerdem ist Mars der erste Planet, zu dem der Mensch selbst reist, sagt der Professor und lächelt über den ewigen Entdeckungstrieb des Menschen.

– In meiner Jugend war der Wettlauf um die Erstlandung auf dem Mond in vollem Gange.

Das Mars-Projekt wird von dem Weltraumzentrum zusammen mit den Nachbarn Finnlands betrieben. Die Kontakte zu den schwedischen und russischen Kollegen wurden vor zwanzig Jahren hergestellt, als mit der Entwicklung von Messgeräten für die damalige Phobos-Raumsonde der Sowjetunion begonnen wurde. Die Mühe zahlte sich im Jahre 1989 aus, als Aspera die Atmosphäre des Mars und den dortigen Sonnenwind erfolgreich messen konnte.

– Kiruna ist seitdem unser Partner und ein Teil der heutigen Projektfinanzierung stammt aus der Sowjetzeit. Für die sich in der Entwicklung befindenden Mars-Landern werden die Prototypen in Russland gefertigt, und mit diesen werden Schulden der Sowjetunion an Finnland beglichen.

Die Forscher des Weltraumzentrums haben ein Wetterstationsnetz für den Mars entwickelt, das mithilfe der MetNet-Lander gebaut werden soll.

– Das Prototyp wird nächstes Jahr erprobt. Es wird vom Eismeer bis zur Kamtschatka-Halbinsel geflogen. Abgeschossen wird es auf der alten U-Boot-Rakete Wolna.

Der MetNet-Lander ist ein kleiner, schoßgroßer Gegenstand, der von der Größe her in großer Anzahl weggeschickt werden könnte. Wenn das Instrument auf der Mars- oder Erdoberfläche landet, bohrt es sich mit einer spitzen Titanverlängerung in den Boden.

– Der Mars ist von der Himmelmechanik her ein leichtes Ziel: eine vernünftige Route ist jedes zweite Jahr offen. Aber wegen existierendem oder ehemaligem Leben auf dem Planet ist Vorsicht geboten. Eine biologische Kontamination muss verhindert werden.

Von MetNet werden von Vaisala Oyj gebaute, in Kumpula ausgewählte und gefertigte ultraleichte Sensoren getragen: Kondensatoren, die laut Koskinen einen überragenden Druck- und Feuchtigkeitsmesser in der Weltraumbranche darstellen. In der ganzen Welt.

– Laut einem Szenarium nehmen die Lander auf dem Mars Funkkontakt mit der Erde auf, wenn die Geber mit der Messung des örtlichen Wetters begonnen haben. Vor einiger Zeit hätte ein Plan wie dieser nach Science-Fiction geklungen, aber jetzt ist das nicht mehr der Fall.

Die Forscher interessieren sich u.a. für die über den Nachbarplanet wehenden Sandstürme und Winde.

– Die Planetenoberfläche wird durch das Erdmagnetfeld vom Sonnenwind abgeschirmt, aber auf dem Mars sieht es nicht so gut aus. Dort reißt der Sonnenwind z.B. Sauerstoff und Wasserstoff mit sich. Die anfänglich feuchte und dichte Atmosphäre ist nur noch eine Erinnerung.

Ein Projektziel ist der Vergleich der Verhältnisse des Mars mit den anderen Treibhausplaneten unseres Sonnensystems, d.h. mit der Erde und der Venus, zu deren Orbiter auch Aspera geschickt wurde - die dritte kleine Schwester des für Phobos entwickelten Instrumentes.

Das Weltraumzentrum von Kumpula ist eine gemeinsame Arbeitsorganisation der Fakultät für Physikalische Wissenschaften der Universität und des staat-

lichen Meteorologischen Institutes. In dem am Jahresanfang gegründeten Zentrum sind außer den im Artikel vorgestellten Planet-Projekten u.a. eine Mikrowellenstrahlungskarte in der Bearbeitung, die von dem Planck-Satellit der Europäischen Weltraumorganisation in der Zukunft verwendet wird.