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Kleine popkulturelle Anspielung für die Älteren unter uns.
Die NASA Stardust Mission 2006 war die zweite Sample Return Mission (zusammen mit Genesis 2004) nach einer langen Lücke seit den sowjetischen Luna Sonden in den 70ern. Wegen der bevorstehenden Rosetta-Mission hier ein paar Worte zu dieser Angelegenheit.

Um endlich einmal direkt einen Kometen zu beproben (im Gegensatz zu den IDP), flog Sonde in den Jahren 2000 und 2002 durch den Schweif des Kometen 81P/Wild, und fing winzig kleine Partikel des Kometenschweifs mit Hilfe eines Kollektors auf. Dabei donnerten die nur wenige µm (tausendstel Millimeter) großen Partikel mit 6.1 Kilometern pro Sekunde in eine Schicht aus Aerogel, einem Material sehr geringer Dichte (dummerweise auch aus silikatreichem Material bestehend, wie die die aufzufangenden Kometenpartikel …)

Wie so oft, gelang auch dieses auf den ersten Blick eher unwahrscheinliche Projekt. Der Kollektor kam gerammelt voll mit Kometenstaub zurück, und bohrte sich nicht einmal ungespitzt in den Wüstenboden wie zwei Jahre zuvor die Genesis-Sonde.

Nichts stellt sich zwischen einen Kosmochemiker (das sind die Leute, die extraterrestrisches Zeug im Labor untersuchen) und seiner Probe, nichts. Der Gerätepark, die zur Analyse solcher winzigen Partikel ist in der Tat sehr eindrucksvoll. Die Proben wurden und werden mit Elektronen-, Röntgen-, Ionen und Laserstrahlen beschossen.

Neben dem technischen Aufwand war auch der menschliche Faktor interessant. Wie schon erwähnt, ist es mit dem Idealismus in der reinen Wissenschaft oft nicht sehr weit her – die Konkurrenz um Stelle, Forschungsgelder und Veröffentlichungen ist gewaltig. Dennoch riss sich ein großer Teil der Community am Riemen, und beteiligte sich nach der Rückkehr der Probenkapsel 2006 in einem großen gemeinsamen Aufwand an der Analyse der Stardust-Partikel.

Die ersten Veröffentlichungen in einer Sonderausgabe von Science 2006 hatten deshalb auch beeindruckende Autorenlisten. Diese wurde entgegen normaler Gewohnheit alphabetisch aufgelistet (also nicht bei normalen Veröffentlichungen der fleissigste Autor als erstes etc.) Dummerweise beginnt der Familienname von einem der massgeblichen Wissenschaftler mit Z, weshalb ausnahmsweise die Autorenliste in einem Paper umgedreht wurde.

Der Staubkollektor der NASA Stardust Sonde. Die Kometenpartikel sind in den bläulichen Aerogel-Blöcken eingeschlagen.

Der Staubkollektor der NASA Stardust Sonde. Die Kometenpartikel sind in den bläulichen Aerogel-Blöcken eingeschlagen.

Ein wichtiger Punkt bei dem Ganzen ist, dass bei der Stardust-Mission zwar eine direkte Probennahme stattfand, aber halt nur vom Schweif. In all den verschiedenen Missionen wurden/werden halt nicht immer dieselben Teile des Kometen, oder halt mit verschiedenen Techniken beprobt:
Deep Impact prügelte einem Kometen Material von dessen Oberfläche in den Weltraum, Rosetta wird sowohl den
Schweif, aber (wenns klappt) auch die Oberfläche des Kerns analysieren. Aber halt nur die alleroberste Schicht, Deep Impact hat da wohl schon Material aus größeren Tiefen ausgeworfen. Giotto analysierte Schweifpartikel, aber mit einem etwas primitiveren Massenspektrometer. Für das Gesamtbild ist nach wie vor (Infrarot-)Spektroskopie zuständig. Aber hier wird auch wieder nur der Schweif gemessen. Von Wild 2, dem einzig direkt beprobten Kometen, gibt es wiederum keine wirklich brauchbaren Infrarotspektren. Interplanetare Staubpartikel (IDP) liefern zwar labortaugliches Material, aber halt nur vom Schweif von einem bestenfalls vage identifizierten Kometen. Ausserdem regnet das Material erst durch die Atmosphäre, ist also nicht ganz ‚ursprünglich‘. ISON wurde nach allen Regeln der Kunst aus der Entfernung analysiert. Der Datensatz ist noch sehr löchrig.

Noch zu erwähnen (dazu später mal wieder mehr …) sind die ebenfalls aufgefangenen interstellaren Staubpartikel. Da die Sonde ohnehin schon unterwegs war, und vor allem wieder eingesammelt werden sollte, wurden zusätzliche Kollektoren angebracht, um während des Anfluges auf den Kometen Teilchen aus dem interstellaren Raum zu fangen. Die Analyse dieser Teilchen ist eine noch größere wissenschaftliche Herausforderung, da die Einschlaggeschwindigkeiten nochmal höher waren als die der Kometenteilchen.

Grundsätzlich war (und ist, die Untersuchung der Teilchen läuft nach wie vor) Unternehmen Stardust ein voller Erfolg.
Es wurden Partikel gefunden, die nach Fragmenten von Chondren und CAIs aussehen. Generell ist die Mineralogie des kristallinen Anteils der Kometen meteoritischem Material sehr ähnlich. Das war ein zentrales Ergebnis der Stardust Mission – da Chondren und CAIs wohl im heißen, inneren frühen Sonnensystem gebildet wurden, mussten die Partikel in die kühlen Außenbezirke transportiert werden, wo sie dann in den Kometen endeten.

Und das war noch nicht alles: Die Sonde (ohne das Modul, welches die Proben zur Erde zurückbrachte) wurde danach noch für die Beobachtung des Asteroiden 5535 Annefrank eingesetzt, um dann noch auf 9P/Tempel nach dem von Deep Impact verursachten Krater zu suchen.

7 Kommentare zu “Kosmische Kühlschränke (2): Unternehmen Stardust

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