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In erster Linie dient dieses Manöver dazu, Rosetta auf den richtigen Weg zu ihrem eigentlichen Ziel zu bringen: Im Mai 2014 soll die Sonde in eine Umlaufbahn um den Kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko einschwenken und ihn während dessen Annäherung an die Sonne über ein Jahr lang beobachten. Ein Landegerät ("Philae") soll zudem die Oberfläche des Kometen eingehend untersuchen. Die Kraft der Ariane-5-Rakete, die Rosetta am 2. März 2004 ins All beförderte, reichte jedoch nicht aus, um die drei Tonnen schwere Sonde auf einen direkten Kurs zu ihrem Ziel zu bringen. Sie muss daher mehrmals nahe an Planeten vorbei fliegen, um wie ein Hammerwerfer in deren Gravitationsfeldern Schwung zu holen für die weitere Reise.
Der Vorbeiflug am Mars, den Rosetta am Sonntagmorgen um 2:57 Uhr in einer Höhe von knapp 250 Kilometern mit einer Geschwindigkeit von zehn Kilometern pro Sekunde unternehmen wird, bremst die Sonde allerdings zunächst etwas ab. "Wir erwarten eine Verminderung der Geschwindigkeit um 2,19 Kilometer pro Sekunde in Bezug auf die Sonne", sagt Trevor Morley, Flugingenieur im europäischen Bodenkontrollzentrum ESOC in Darmstadt. "Der Mars-Vorbeiflug dient dazu, die beiden Vorbeiflüge an der Erde vorzubereiten, mit denen die Orbitalenergie aufgepumpt wird." Diese Schwerkraftmanöver an der Erde sind für den 13. November dieses Jahres und den 13. November 2009 vorgesehen.
Damit ein solches Manöver erfolgreich verläuft, muss vor allem die Flugbahn der Sonde stimmen. Seit vergangenem August wird Rosetta daher mithilfe der leistungsfähigen Radarantennen der europäischen Weltraumorganisation ESA, unterstützt vom "Deep Space Network" der US-amerikanischen Schwesterorganisation NASA, genauestens beobachtet. Um die Position möglichst präzise zu bestimmen, wurde auch das so genannte Delta-DOR-Verfahren angewandt: Dabei beobachten zwei weit voneinander entfernte Antennen gleichzeitig die Sonde und messen die Zeitdifferenz, mit der die Signale bei ihnen eintreffen. Die ESA hatte diese Methode erstmals im vergangenen Jahr bei der Mission Venus Express erprobt.
Auf Grundlage dieser Daten konnten erste Kurskorrekturen vorgenommen werden. Am 29. September feuerte Rosettas Antrieb 52 Minuten lang und veränderte die Geschwindigkeit der Sonde um knapp 32 Meter pro Sekunde. Eine weitere Korrektur am 13. November fiel schon deutlich kleiner aus: Diesmal brannte die Steuerrakete nur 104 Sekunden, die Geschwindigkeitsänderung lag bei knapp zehn Zentimetern pro Sekunde.
Je mehr sich die Sonde dem Mars nähert, desto kleiner werden die Korrekturmanöver. Am 9. Februar reichte es, den Antrieb nur noch für 54 Sekunden zu zünden. Dabei dürfte es bleiben. "Wir haben noch Zeitfenster für weitere Kurskorrekturen, aber wir werden sie wohl nicht nutzen", sagte Missionsmanager Gerhard Schwehm eine knappe Woche vor dem Mars-Vorbeiflug. "Nach der letzten Schätzung wird sich Rosetta dem Mars bis auf 248,3 Kilometer nähern. Die zeitliche Abweichung liegt bei wenigen Sekunden. Das ist genau genug."
Eine weitere wichtige Vorbereitung für die Begegnung mit dem Mars ist das Aufladen der Batterien. Denn die Sonde wird sich für etwa 25 Minuten im Schatten des Planeten befinden und kann dann keine Energie über die Solarzellen erzeugen. Aus diesem Grund werden die meisten Instrumente um den Zeitpunkt der größten Annäherung herum für drei Stunden abgeschaltet. "Die Batterien des Rosetta-Orbiters waren dafür konzipiert, die Stromversorgung kurz nach dem Start im erdnahen Orbit zu gewährleisten", erklärt Schwehm. "Wir wollen kein Risiko eingehen und verlassen uns lieber nicht darauf, dass sie auch im Marsschatten funktionieren."
Die Batterien des Landegeräts Philae dagegen sind darauf ausgelegt, auch in sieben Jahren nach der Landung auf dem Kometen noch zuverlässig zu arbeiten. Daher bleiben die hier installierten Kameras sowie das Magnetometer "Romap" die ganze Zeit aktiviert und werden auch im Moment der größten Annäherung an den Mars Daten aufzeichnen. Die Bildauflösung ist allerdings geringer als bei der Orbiter-Kamera "Osiris". Schwehm rechnet damit, dass Details von "einigen zehn Metern" Ausdehnung erkennbar sein werden. Osiris hätte dagegen aus 250 Kilometern Höhe eine Auflösung von vier Metern erzielt.
Aber auch die Messungen in den Tagen vor und nach dem Mars-Vorbeiflug sind nicht nutzlos. Durch den Abgleich mit den Daten der Sonde Mars Express, die seit mehreren Jahren den Planeten umkreist, helfen sie, die Instrumente von Rosetta genauer zu kalibrieren. "Die Geräte werden während des Fluges immer weiter verfeinert", sagt Schwehm. "Manche sind beim Start noch gar nicht fertig." Beobachtungen desselben Objekts mit verschiedenen Sonden sind da eine unschätzbare Hilfe, um die Software der Instrumente weiter zu verbessern.
InfoboxDie Sonde ist nach dem 196 vor Christus geschaffenen Rosetta-Stein benannt worden. Napoleonische Soldaten hatten die Schrifttafel aus der Ptolemäischen Periode 1799 in der ägyptischen Stadt Raschid (Rosetta) gefunden. Mit Hilfe des Steins gelang es Jean Francois Champollion 1822 die ägyptischen Hieroglyphen zu entziffern.
Hinweise zur Entschlüsselung bekam Champollion aber auch von einem Obelisken auf der Insel Philae. Dort fand er unter anderem die Namen von Kleopatra und Ptolemäus in zwei Sprachen vor. Die ESA nannte deshalb das Rosetta-Landegerät nach der Insel.
Die Marsforscher werden ebenfalls vom Vorbeiflug Rosettas profitieren. Schwehm verweist insbesondere auf das abbildende Spektrometer "Alice", das den Mars erstmals im ultravioletten Bereich beobachten wird. Auch das "Plasma Package", sechs Geräte zur Messung geladener Teilchen, verspricht neue Daten etwa zu Wechselwirkungen des Mars mit dem Sonnenwind.
Danach steht der Jupiter auf dem Programm. Zwar ist Rosetta von dem größten Planeten des Sonnensystems noch weit entfernt. Die NASA-Sonde "New Horizons" wird den Giganten aber am 28. Februar in etwa 2,3 Millionen Kilometer Entfernung passieren, um Schwung für den Flug zum Pluto zu holen. Zudem hat New Horizons ein exaktes Ebenbild des UV-Spektrometers Alice an Bord. Für den April ist daher eine gemeinsame Jupiter-Beobachtungskampagne der beiden Sonden vorgesehen, die das Verständnis der Messinstrumente und des Jupiter vertiefen soll.
