Esa-Mission „Juice“ fliegt zum Jupiter und erkundet Eismonde - fr.de

Mit einer aufwendigen Mission zum Jupiter will die Europäische Raumfahrtorganisation Esa erkunden, ob sich auf den größten Monden des Gasriesen auch so etwas wie Leben entwickeln kann.

Frankfurt – Auf der Erde, so lautet eine Theorie, begann das Leben vor rund 3,5 Milliarden Jahren in der Tiefsee, wahrscheinlich in der Nähe heißer Quellen. In einer Umgebung, die für Menschen unwirtlich ist, aber für Archaebakterien, die ältesten bekannten Lebensformen, die passenden Bedingungen bot. Könnte es auch auf anderen Himmelskörpern so gewesen sein oder sich vielleicht gerade in diesem Moment so abspielen? Ob es auch jenseits der Erde Leben gibt, das ist eine jener Fragen, die Forschende weltweit umtreibt.

Innerhalb unseres Sonnensystems gelten die Jupitermonde Europa, Ganymed und Callisto als Kandidaten, weil unter ihrer eisigen Oberfläche Ozeane mit flüssigem Wasser vermutet werden – was als Voraussetzung für das Entstehen von Leben gilt. Europa wird dabei als der heißeste Anwärter gehandelt, weil man davon ausgeht, dass das Meer unter der Eiskruste durch die Einflüsse der Schwerkraft von Jupiter und seines größten Mondes Ganymed erwärmt wird.

Esa-Mission „Juice“: Ist Leben jenseits der Frostlinie möglich?

Ob solche Umgebungen geeignet sind, Leben zu beherbergen, das soll eine Mission der europäischen Weltraumorganisation Esa zu Jupiter und seinen größten Eismonden klären, die am 13. April auf die Reise geschickt wird. Wobei es aber nicht darum gehe, nach Leben zu suchen, wie Missionsmanager Nicolas Altobelli betont. Man wolle vielmehr untersuchen, ob Leben auch „jenseits der Frostlinie“ – wo flüssiges Wasser nicht auf der Oberfläche vorkommen kann – und somit jenseits dessen, was bislang als „habitable Zone“ galt, möglich ist.

„Juice“ („Jupiter Icy Moons Explorer“) wird die aufwendigste Planetenmission sein, die eine Esa-Sonde bisher unternommen hat: mit einer Dauer von mehr als acht Jahren bis zum Ziel, auf einer komplexen, 600 Millionen Kilometer umfassenden Route mit etlichen Hürden, einem aufwendig ausgestatteten, beim Start stolze sechs Tonnen schweren Raumfahrzeug und Gesamtkosten von rund 1,6 Milliarden Euro.

„Juice“-Sonde soll am 13. April starten

Die Sonde soll am kommenden Donnerstag (13. April) um 14.15 Uhr vom Weltraumbahnhof Kourou mit einer Ariane 5 auf den Weg gebracht werden. Für diesen Raketentyp wird es nach 27 Jahren der letzte Transport ins All sein, die Nachfolgerin Ariane 6 soll im Herbst das erste Mal abheben. Das Zeitfenster am Donnerstag ist winzig, sollte es auch nur zu einer minimalen Verzögerung kommen, muss der Start auf Freitag verschoben werden.

Jupiter, ein eigenes Planetensystem

Jupiter ist der größte Planet unseres Sonnensystems: Mehr als tausendmal würde die Erde in ihn hineinpassen. Er ist ein Gasriese, seine Atmosphäre besteht größtenteils aus Wasserstoff und Helium und ähnelt darin der Sonne. Die Streifen, die auf Jupiter zu erkennen sind, stammen von anderen Gasen, etwa Ammoniak und Schwefel.

Mehr als 600 Millionen Kilometer trennen Jupiter von der Erde, die durchschnittliche Distanz zur Sonne beträgt 779 Millionen Kilometer, von der er somit mehr als fünfmal weiter entfernt ist als unser Heimatplanet.

Die Außentemperatur beträgt rund minus 150 Grad Celsius, in tieferen Schichten wird es wärmer, auch der Druck steigt. Es wird angenommen, dass Jupiter im Zentrum in einen festen Zustand übergeht.

Mindestens 79 Monde umkreisen Jupiter, was mit seiner enormen Schwerkraft zu tun hat, die kleine Himmelskörper angezogen hat und festhält. In der Wissenschaft wird deshalb von einem Miniatur-Planetensystem innerhalb unseres Sonnensystems gesprochen. Die vier größten Jupitermonde sind Europa, Ganymed, Callisto und Io und wurden bereits 1610 von Galileo Galilei beobachtet.

Europa hat eine dicke Kruste aus Wassereis mit einem flüssigen Salzwasserozean darunter. Ganymed ist der größte Mond im Sonnensystem und der einzige, der nicht nur über einen unterirdischen Ozean, sondern auch über ein Magnetfeld verfügt. Callisto ist der äußerste der großen Jupitermonde, auch auf ihm soll es einen unterirdischen Ozean mit flüssigem Wasser geben. Io ist der vermutlich vulkanisch aktivste Himmelskörper unseres Sonnensystems.

Die Nasa-Sonde „Pioneer 10“ flog 1973 als erste an Jupiter vorbei und lieferte Nahaufnahmen. 2016 trat die Nasa-Sonde „Juno“ in eine Umlaufbahn um Jupiter ein, um herauszufinden, was sich im Kern befindet und um sein Magnetfeld und die Atmosphäre zu untersuchen. Diese Mission soll noch bis Sommer 2025 andauern. (pam)

„Juice“ fliegt zum größten Planeten Jupiter

Auf ihrer Reise zum größten Planeten des Sonnensystems wird „Juice“ im August 2024 am Mond vorbeifliegen und 36 Stunden später an der Erde, ein Jahr später die Venus sowie im September 2026 und im Januar 2029 noch einmal die Erde passieren – um, wenn alles gut geht, im Juli 2031 bei Jupiter anzukommen. In den nächsten mehr als drei Jahren sollen der Gasriese und einige seiner Monde dann untersucht werden. Im September 2034 soll die Sonde als letzte Station schließlich den größten Jupitermond Ganymed ansteuern. Das Ende der Mission ist für September 2035 vorgesehen.

Warum diese vertrackte Route? Warum die „Rückkehr“ zur Erde knapp sechs Jahre nach dem Start, mag man sich fragen. „Für den direkten Weg zum Jupiter bräuchten wir eine viel größere Rakete“, erklärt Andrea Accommazzo, Flugdirektor bei der Esa. Die neue Mondrakete SLS würde das zwar in zweieinhalb Jahren schaffen, aber nicht die Ariane 5. „Deshalb stehlen wir die Energie von der Umlaufbahn der Planeten und übertragen sie auf die Sonde.“

So sieht das „Hubble“-Weltraumteleskop das Sonnensystem

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Lange Strecke der „Juice“-Mission benötigt eine besondere Ausstattung

Die lange, durch Regionen mit unterschiedlichsten Bedingungen führende Strecke erfordert eine Ausstattung, wie es sie bei einer Esa-Sonde bislang noch nicht gab. So ist „Juice“ mit zehn Solarpaneelen ausgestattet, die sich auf einer riesigen Fläche von 85 Quadratmetern aufspannen, wie Andrea Accommazzo sagt. Sie liefern 700 bis 900 Watt elektrische Leistung. Die Akkus an Bord ermöglichen es der Raumsonde, Verfinsterungen durch Monde und Planeten bis zu fünf Stunden zu überstehen.

Zudem muss die Sonde Temperaturschwankungen zwischen plus 250 beim Vorbeiflug an der Venus bis minus 230 Grad Celsius beim Vorbeiflug am Jupiter aushalten, wofür ein aufwendiges Thermalsystem einschließlich einer neuartigen „Multilagen-Isolierung“ sorgen soll, wie Rüdeger Albat, Chef des Esa-Programms für die Entwicklung künftiger Trägersysteme, erklärt. Ist „Juice“ am Jupiter angekommen, lauert vor und insbesondere hinter dem Gasriesen das stärkste Strahlungsfeld des gesamten Sonnensystems.

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„Juice“-Raumsonde der Esa hat zehn Instrumente an Bord

Für die Forschungsarbeit ist „Juice“ mit zehn Instrumenten ausgestattet. Dazu gehören unter anderem Radar, Spektrometer, Teilchendetektoren und Laser, um Oberflächen zu vermessen, tief ins Eis zu bohren, Mineralien zu identifizieren und nach möglichen organischen Molekülen zu suchen, die als Bausteine des Lebens Hinweise auf eine potenzielle „Bewohnbarkeit“ liefern könnten.

„Juice“ dürfte am Jupiter übrigens nicht alleine sein. Wenn sie den Planeten erreicht, dürfte etwa gleichzeitig mit ihr die Sonde „Europa Clipper“ der Nasa ankommen, die im nächsten Jahr in die gleiche Richtung startet. (pam)

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