Die Frage des Monats

Willkommen bei einer neuen Rubrik von StarChild! Jeden Monat werden wir an dieser Stelle eine häuftig gestellte Frage beantworten.

Die Fragen aus vergangenen Monaten könnt Ihr in unserem Archiv finden.

Die Frage:

Liebes StarChild,
Wieso kann man durch den Schweif eines Kometen fliegen?

Die Antwort:

Um zu verstehen, wieso man durch den Schweif eines Kometen fliegen kann, muss man einige Dinge über Kometen wissen. Kometen werden oft "schmutzige Schneebälle" genannt, weil sie aus Eis (d.h. Wassereis und gefrohrenen Gasen), Staub und organischen Molekülen bestehen. Während ihres Umlaufs um die Sonne kommen sie manchmal so nahe an die Sonne heran, dass das Eis zu verdampfen beginnt. Dabei gelangen die im Eis eingefrohrenen Substanzen (z.B. Gase und Staub) ins Weltall.

Man unterscheidet folgene Teile eines Kometen:

Der Komet West im Jahre 1976
Dieses Foto vom Kometen West wurde von dem Amateurastronomen John Loborde am 9. März 1976 aufgenommen. Deutlich erkennt man zwei Schweife: den dünnen blauen Ionenschweif aus ionisierten (d.h. elektrisch geladenem Gas) und dem breiten, weissen Staubschweif aus kleinen Staubteilchen. (Mit freundlicher Genehmigung von John Laborde)

 

Ist der Kern gefrohren, kann man ihn nur durch sein reflektiertes Sonnenlicht sehen. Da Kometenkerne aber recht klein sind (etwa 10km), ist der Komet dann fast unsichtbar. In Sonnennähe entwickelt sich aber eine Coma, und dann sieht schon alles ganz anders aus. Der Staub in der Coma reflektiert mehr Sonnenlicht, das Gas in der Coma absorbiert Ultraviolett- Strahlung und beginnt zu leuchten. Der Komet sieht wie ein verwaschener Fleck aus. Der Sonnenwind weht Material aus der Coma weg - es bildet sich der Schweif des Kometen. So ein Schweif kann bis zu 100 Millionen lang werden! Jedoch ist die Dichte des Materials im Schweif nicht sehr gross. Du musst zwar Vorkehrungen treffen, um Deine Raumsonde vor dem Zusammenstoss mit schnellen Staubteilchen zu schützen. Jedoch wirst Du nicht vielen davon begegnen. Wieviel Staubteilchen Dir begegnen, hängt davon av, wie Nahe Du an dem Kometenkern heran fliegst und wie aktiv (d.h. wieviel Gas und Staub von seiner Oberfläche verdampfen) der Komet gerade ist.

einige Raumsonden sind schon durch den Schweif eines Kometen geflogen und konnten hinterher noch Informationen darüber zur Erde senden. Die Raumsonde International Sun-Earth Explorer 3 (ISEE-3), später in International Cometary Explorer (ICE) umbenannt, lieferte die ersten Messungen über einen Kometen als sie am 11. September 1985 durch den Schweif des Kometen Giacobini-Zinner flog. Die Raumsonde begegnete einen 25 000km breiten Ionenschweif. Wasser und Kohlenmonoxid wurden gefunden, wodurch die Theorie des "schmutzigen Schneeballs" bestätigt wurde. Die Ionendichte (d.h. die Anzahl der Ionen pro cm³) war 100 mal höher als im Sonnenwind. ICE kam 7862 km an den Kometen heran und flog mit einer Geschwindigkeit von 20,7 km/Sekunde am Kometen vorbei. Da die Raumsonde nicht gegen den Aufprall von Staubkörnern geschützt war, wurde damit gerechnet, dass die Sonde bei dieser Begegnung einige Schäden davon tragen würde. Jedoch überstand die Raumsonde den Vorbeiflug am Kometen relativ unbeschädigt. Die Instrumente zeigten an, dass die Raumsonde etwa einem Staubteilchen pro Sekunde begegnete - das war wesentlich weniger als erwartet.

Kern des Halley'schen Kometen
Eine andere Kometenmission war die Giotto Mission. Die Raumsonde Giotto wurde nach dem Künstler Giotto di Bondone benannt, der die Wiederkehr des Halley'schen Kometen im Jahre 1301 als Modell für den Stern von Bethlehem in seinem Gemälde "Anbetung des Christuskindes" benutzte. Das Ziel dieser Mission war das Studium des Kometen Halley bei seinem Vorbeiflug an der Sonne im Jahre 1986. Am 13. März 1986 flog die Raumsonde in etwa 500km Entfernug am Kern des Kometen vorbei. Die Raumsonde durchflog die Koma des Kometen. Aufnahmen der Raumsonden-Kamera zeigten den Kern als ein dunkles, erdnussförmiges Gebilde mit zwei "Jets" (d.h.: Strahlen von ausströmenden Material), aus denen Material vom Kern ins Weltall strömte. Mit einer Geschwindigkeit von 68 km/Sekunde flog die Raumsonde am Kometen vorbei. Dabei wurde sie beschädigt: Einige der funktionierten nicht mehr oder arbeiteten nur noch teilweise. Die Analyse der von Giotto übermittelten Daten zeigte, dass 80% des vom Kometen ausgestossenen Materials aus Wasser bestand. Insgesamt wurden sieben Jets entdeckt, die 3 Tonnen Material pro Sekunde ausstiessen. Das größte, gefundene Staubkorn hatte eine Masse von 40 Milligramm (obwohl angenommen wird, dass die Raumsonde während des Vorbeifluges von Staubkörnen mit Massen zwischen 0,1 und 1 Gramm getroffen wurde). Die Daten zeigten auch an, dass der Kern des Kometen von einer Schicht aus organischen Material überzogen war.

Doch das war nicht Giottos einzige Begegnung mit einem Kometen: Die Raumsonde flog noch am 10.Juli 1992 in 200km Entfernung am Kometen Grigg-Skjellerup vorbei. Doch an Grigg-Skjellerup flog sie "nur" mit einer Geschwindigkeit von 14km/Sekunde vorbei (und nicht mit 68km/Sekunde wie bei Halley). Weil die gemessene Staubproduktionsrate nur 1/200 so gross war wie bei Halley, überstand die Raumsonde diese Begegnung ohne größere Schäden. Aber warte ... das beste kommt noch!

Bei der NASA läuft gerade eine Mission, die Materie von einem Kometen zur Erde bringen soll, damit sie hier von den Wissenschaftlern untersucht werden kann. STARDUST wurde im Februar 1999 gestartet. 2004 soll sie am Kometen Wild 2 vorbeifliegen. Er wird dann 400 Millionen km von der Erde entfernt sein. STARDUST soll bis auf 100km an den Kern des Kometen heran kommen und dadurch die Gelegenheit haben detailierte Fotos von der Oberfläche des Kometen zu machen. Während die Raumsonde durch die Coma fliegt, wird sie Material aufsammeln, das vom Kometenkern abgedampft ist. Im Jahre 2006 wird die Raumsonde mit dem aufgesammelten Material zur Erde zurückkehren.


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StarChild ist ein Service des "High Energy Astrophysics Science Archive Research Center" (HEASARC),  Direktor: Dr. Nicholas E. White, innerhalb des "Laboratory for High Energy Astrophysics" (LHEA) bei der NASA/ GSFC.

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Übersetzt mit freundlicher Genehmigung von Dr. Laura A. Whitlock.
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