Wanderkarte für Zwergplaneten

Seit dem 23. April 2015 umkreiste die Raumsonde Dawn den Zwergplaneten Ceres in einem Abstand von nur 13.600 Kilometern. Insgesamt fast 2000 Bilder nahm währenddessen die Kamera an Bord auf und deckte dabei die komplette Oberfläche des Zwergplaneten ab. „Aus diesen Daten berechnen wir nun das erste dreidimensionale Geländemodell von Ceres, das im Laufe der Mission mit immer besserer Auflösung verfeinert und optimiert wird“, sagt Ralf Jaumann, Planetenforscher des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) und Wissenschaftler im Dawn-Missionsteam. Schon jetzt aber zeigen hohe Aufwölbungen, ungewöhnliche Kraterformen, helle Flecken und erstaunlich flache Ebenen auf der Oberfläche von Ceres, dass der Zwergplanet für Diskussionen unter den Wissenschaftlern sorgen wird. „Die Aufnahmen sind zwar sehr gut, aber zurzeit können wir über vieles nur spekulieren. Ceres lässt sich nicht so einfach verstehen.“ Bis zum 6. Juni 2015 wird die Sonde sich nun nach und nach auf einen Abstand von nur noch 4400 Kilometern über der Oberfläche hinuntersenken und alle drei Tage den Zwergplaneten, dessen Durchmesser fast 1000 Kilometer beträgt, einmal umrunden.

Mit den aktuellen Aufnahmen untersuchen die Planetenforscher vor allem die Rotationszeit und die Rotationsachse des Zwergplaneten. „Das sind wichtige Informationen, die wir für unsere exakte Kartierung von Ceres benötigen“, sagt Jaumann. Zudem sollen auch die genauen Flugbahnen für den kommenden, drei Mal näheren Orbit ab Juni festgelegt werden. Für präzise wissenschaftliche Erkenntnisse reicht die Auflösung von 1,3 Kilometern pro Bildpunkt allerdings noch nicht aus. Auch wenn erkennbar wird, dass beispielsweise der hellste Fleck im Inneren eines Kraters aus mehreren hellen Flecken besteht, kann seine Ursache noch nicht geklärt werden. „Es ist wahrscheinlich, dass dort relativ frisches Eis vorhanden ist, aber auch Salz wäre eine plausible Erklärung.“ Wie genau die Reflektionen zustande kommen, werden die Planeten­forscher wohl erst verstehen, wenn Dawn deutlich näher über die Oberfläche von Ceres fliegt. „Wir können auch sich auftürmende Dome erkennen, extrem unterschiedliche Kraterformen und ungewöhnlich flache Ebenen zwischen den Kratern“, erläutert Jaumann. „Man kann viel vermuten, aber zurzeit noch schwer einschätzen um was es sich wirklich handelt.“

Für die Forscher am DLR-Institut für Planetenforschung beginnt mit den bisherigen Aufnahmen jetzt die Berechnung eines ersten dreidimensionalen Gelände­modells des Zwergplaneten. Voraussichtlich Ende Mai könnte dieses vorliegen – die aufwendige Verarbeitung der Daten erfordert Zeit und große Computer­kapazitäten. In den kommenden Monaten wird die Dawn-Sonde nach und nach immer dichter über der Oberfläche von Ceres fliegen. Nachdem Dawn vom 6. bis zum 30. Juni 2015 in einem Abstand von 4400 Kilometern den Zwergplaneten aufgenommen und untersucht hat, beginnt am 4. August 2015 der so genannte „High Altitude Mapping Orbit“ (HAMO), bei dem die Kamera aus nur noch 1470 Kilometern auf Ceres blickt. „Dieser Orbit ist für die Optimierung unseres dreidimensionalen Geländemodells besonders wichtig, denn man erkennt alle geologischen Formationen auf der Oberfläche des Zwergplaneten“, betont Ralf Jaumann. Im abschließenden „Low Altitude Mapping Orbit“ (LAMO) wird vor allem der amerikanische Gamma­strahlen- und Neutronen­detektor an Bord aus 375 Kilometern Entfernung Daten messen und die Chemie analysieren. Aber auch Detailaufnahmen mit der Kamera werden möglich sein.

„Wir wissen jetzt schon, dass Ceres sehr spannend für uns Planetenforscher sein wird.“ Vor allem die Frage, wie es im Inneren der eisigen Ceres aussieht, beschäftigt Planetenforscher Ralf Jaumann. Der Zwergplanet in 434 Millionen Kilometern Entfernung von der Sonne liegt hinter der Frostgrenze im Asteroiden­gürtel zwischen Mars und Jupiter. Während das erste Ziel der Mission, Asteroid Vesta, ein so genannter trockener Asteroid ohne Wasser war, wird mit Ceres als zweitem Ziel der Mission das genaue Gegenteil untersucht: Der Zwergplanet könnte nach Schätzungen der Wissenschaftler einen Wasseranteil von 15 bis 25 Prozent aufweisen. „Die große Frage ist: Gibt es tatsächlich einen Ozean im Inneren? Und wie sieht die Kruste aus? Um die Antworten zu finden, müssen wir uns die Daten ganz genau anschauen.“

DLR / DE