Die BepiColombo-Mission der ESA/JAXA hat ihren vierten von sechs Vorbeiflügen am Merkur mithilfe der Schwerkraft erfolgreich abgeschlossen und dabei Bilder von zwei besonderen Einschlagkratern aufgenommen, während sie die Schwerkraft des kleinen Planeten nutzt, um sich auf Kurs zu bringen und im November 2026 in die Umlaufbahn um Merkur einzutreten.
Die größte Annäherung erfolgte am 4. September 2024 um 23:48 Uhr MESZ (21:48 Uhr UTC), wobei BepiColombo etwa 165 km über der Oberfläche des Planeten herabstieg. Zum ersten Mal hatte die Raumsonde eine klare Sicht auf den Südpol des Merkurs.
„Das Hauptziel des Vorbeiflugs bestand darin, BepiColombos Geschwindigkeit relativ zur Sonne zu verringern, sodass die Raumsonde eine Umlaufzeit von 88 Tagen um die Sonne erreicht, was sehr nahe an der Umlaufzeit des Merkur liegt“, sagt Frank Budnik, Flugdynamikmanager von BepiColombo.
„In dieser Hinsicht war es ein großer Erfolg und wir sind genau dort, wo wir jetzt sein wollten. Aber es gab uns auch die Möglichkeit, Fotos zu machen und wissenschaftliche Messungen durchzuführen, von Orten und aus Perspektiven, die wir nie erreichen werden, wenn wir erst einmal im Orbit sind.“
Bilder von BepiColombos drei Überwachungskameras sind auf der Erde eingetroffen und bieten einen einzigartigen Blick auf die Oberfläche Merkurs aus drei verschiedenen Blickwinkeln. BepiColombo näherte sich Merkur von der „Nachtseite“ des Planeten, wobei Merkurs von Kratern übersäte Oberfläche beim Vorbeiflug der Raumsonde zunehmend von der Sonne erhellt wurde.
M-CAM 2 lieferte bei diesem Vorbeiflug die besten Aufnahmen des Planeten und erfasste immer mehr von ihm, als BepiColombo sich der von der Sonne beleuchteten Seite des Merkur näherte. M-CAM 3 steuerte außerdem ein atemberaubendes Bild eines neu benannten Einschlagkraters bei.
M-CAMs 2 und 3 sind jetzt ausgeschaltet, aber M-CAM 1 wird Merkur bis etwa Mitternacht heute Nacht (24 Stunden nach der größten Annäherung) weiterhin abbilden und so einen wunderschönen Blick auf den in der Ferne verschwindenden Planeten ermöglichen.
Mercury enthüllt seine vier Jahreszeiten
Vier Minuten nach der größten Annäherung kam ein großes „Kraterringbecken“ in BepiColombos Blickfeld. Diese mysteriösen Krater – die durch gewaltige Asteroiden- oder Kometeneinschläge entstanden sind und einen Durchmesser von etwa 130–330 km haben – werden nach dem inneren Ring aus Gipfeln auf einem ansonsten flachen Boden „Kraterringbecken“ genannt.
Dieser große Krater ist Vivaldi, benannt nach dem berühmten italienischen Komponisten Antonio Vivaldi (1678–1741). Er hat einen Durchmesser von 210 km und da BepiColombo ihn so nahe der Sonnenaufgangslinie sah, wird seine Landschaft durch Schatten wunderschön hervorgehoben. Im Ring der Gipfel ist eine Lücke sichtbar, wo jüngere Lavaströme in den Krater eingedrungen sind und ihn überflutet haben.
Erster Blick auf den nach einem neuseeländischen Künstler benannten Krater
Nur ein paar Minuten später kam ein weiteres besonderes Gipfelringbecken in Sicht. Dieses hat einen Durchmesser von 155 km.
„Als wir diesen Vorbeiflug planten, sahen wir, dass dieser Krater sichtbar sein würde, und beschlossen, dass es sich lohnen würde, ihm einen Namen zu geben, da er für zukünftige BepiColombo-Wissenschaftler von Interesse sein könnte“, erklärt David Rothery, Professor für Planetologische Geowissenschaften an der britischen Open University und Mitglied des BepiColombo M-CAM-Bildgebungsteams.
Auf Anfrage des M-CAM-Teams wurde dem alten Krater vor kurzem von der Arbeitsgruppe für Planetensystem-Nomenklatur der Internationalen Astronomischen Union der Name Stoddart zugewiesen, benannt nach Margaret Olrog Stoddart (1865–1934), einer für ihre Blumengemälde bekannten Künstlerin aus Neuseeland.
„Die Becken der Merkursberge sind faszinierend, weil viele Aspekte ihrer Entstehung derzeit noch ein Rätsel sind. Man geht davon aus, dass die Ringe der Berggipfel durch eine Art Rückprallprozess während des Aufpralls entstanden sind, aber die Tiefe, aus der sie emporgehoben wurden, ist noch unklar“, fährt David fort.
Viele der Ringbecken auf dem Gipfel des Merkur wurden lange nach dem ursprünglichen Einschlag von vulkanischen Lavaströmen überflutet. Dies geschah sowohl im Inneren von Vivaldi als auch im Inneren von Stoddart. Im Inneren von Stoddart ist die Spur eines 16 km breiten Kraters, der sich auf dem ursprünglichen Boden gebildet haben muss, durch eine Schicht jüngerer Lavaströme deutlich sichtbar.
Die Becken der Berggipfel zählen zu den vorrangigen Untersuchungszielen von BepiColombo, sobald die Sonde die Umlaufbahn um Merkur erreicht und ihre gesamte Ausrüstung an wissenschaftlichen Instrumenten einsetzen kann.
Ein Vorgeschmack auf die Merkur-Wissenschaft
Die während dieses Vorbeiflugs gemachten Schnappschüsse gehören zu den bisher besten von BepiColombo – sie wurden aus der bisher geringsten Entfernung aufgenommen, als die Oberfläche Merkurs von der Sonne gut beleuchtet wurde. Sie zeigen eine Oberfläche mit deutlichen Anzeichen eines 4,6 Milliarden Jahre währenden Bombardements durch Asteroiden und Kometen, was Hinweise auf die Rolle des Planeten in der weiteren Entwicklung des Sonnensystems gibt.
Man sollte nicht vergessen, dass diese Bilder ein Bonus sind: Die M-CAMs wurden nicht dafür entwickelt, Merkur zu fotografieren, sondern die Raumsonde selbst, insbesondere während der schwierigen Zeit direkt nach dem Start. Sie liefern schwarz-weiße Schnappschüsse mit 1024 x 1024 Pixeln. BepiColombos Hauptkamera ist während der Reise zum Merkur abgeschirmt, aber man erwartet, dass sie nach der Ankunft in der Umlaufbahn Bilder mit viel höherer Auflösung aufnimmt.
Im Jahr 2027 wird die wissenschaftliche Hauptphase der Mission beginnen. Die wissenschaftlichen Instrumente der Raumsonde werden das Unsichtbare über den geheimnisvollsten Planeten des Sonnensystems enthüllen, um die Entstehung und Entwicklung eines Planeten in der Nähe seines Muttersterns besser zu verstehen.
Doch die Arbeit hat bereits begonnen: Die meisten Instrumente sind während des Vorbeiflugs eingeschaltet und messen die magnetische, Plasma- und Partikelumgebung rund um die Raumsonde von Standorten aus, die nicht zugänglich sein werden, wenn BepiColombo tatsächlich den Merkur umkreist.
BepiColombo besteht aus zwei wissenschaftlichen Orbitern, die den Merkur umkreisen werden – dem Mercury Planetary Orbiter der ESA und dem Mercury Magnetospheric Orbiter der japanischen Raumfahrtagentur JAXA. Beide werden gemeinsam vom Mercury Transfer Module zu dem geheimnisvollen Planeten gebracht. Obwohl sich die drei Teile derzeit in „gestapelter“ Reisekonfiguration befinden, was bedeutet, dass viele Instrumente nicht voll funktionsfähig sind, können sie dennoch Einblicke in wissenschaftliche Erkenntnisse gewähren und es den Instrumententeams ermöglichen, die Funktionsfähigkeit ihrer Instrumente rechtzeitig vor der Hauptmission zu überprüfen.
„BepiColombo ist erst die dritte Weltraummission zum Merkur. Damit ist er der am wenigsten erforschte Planet im inneren Sonnensystem, was teilweise auch an der schwierigen Erreichbarkeit liegt“, sagt Jack Wright, ESA-Forschungsstipendiat, Planetenforscher und Koordinator des M-CAM-Bildgebungsteams.
„Es ist eine Welt der Extreme und Widersprüche, deshalb habe ich sie früher auch das ‚Problemkind des Sonnensystems‘ genannt. Die während der Vorbeiflüge gesammelten Bilder und wissenschaftlichen Daten bieten einen spannenden Auftakt zu BepiColombos Orbitalphase, in der die Sonde dazu beitragen wird, die noch ungelösten Rätsel des Merkurs zu lösen.“
Wie geht es weiter?
Mit diesem vierten Vorbeiflug am Merkur ist BepiColombo nun für einen fünften und sechsten Vorbeiflug am Planeten am 1. Dezember 2024 und 8. Januar 2025 gerüstet. Jeder dieser Vorbeiflüge bringt die Raumsonde besser in Einklang mit der Umlaufbahn des Merkur um die Sonne.
Das Flugkontrollteam von BepiColombo wird bis zum Ende des sechsten Vorbeiflugs besonders beschäftigt sein. Danach kehrt es für fast zwei Jahre zum normalen Reisebetrieb zurück, bis BepiColombo im November 2026 in die Umlaufbahn um den Merkur eintritt.